AMO用3D打印制造13米長的風力渦輪葉片模具

    在溫室效應日益加劇的當下，人類比以往任何時候都更加渴望清潔能源——風能、水電和太陽能等。但是成本問題始終是擋在人們面前的一大障礙，為此，隸屬于美國能源部的先進制造辦公室（AMO）轉向了3D打印技術以減少風力渦輪機的開發成本。由于風力渦輪葉片的長度動輒超過40英尺，AMO為此打算先分成6英尺長的部件分別3D打印出來，然后組合成稱模具，使其可以澆鑄出完整的葉片。
    具體來說，這個巨型的3D打印風電葉片模具是由風電&水電技術辦公室（WWPTO）、美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）、美國桑迪亞國家實驗室（SNL）和企業合作伙伴TPI Composites共同合作開發的，并試圖將一種全新、清潔的制作方法帶給風電產業。據天工社了解，這個項目正好在2016年6月15日的世界風能日完成。
    當然你可能會問：這種3D打印的風電葉片模具有什么好處呢？據AMO團隊解釋說，這個項目引入3D打印技術是為了降低原型和制造下一代風力渦輪機所需的成本和能源。“我們可以通過制造清潔能源技術提高我們國家的競爭力。3D打印技術的優勢在于它能夠減少浪費、縮短生產周期，并為設計帶來更多的靈活性。而且隨著技術的發展，3D打印系統的能力也不斷提升。”他們認為。
    不過，像這種巨大的渦輪葉片同樣需要超大的3D打印機，幸運的是ORNL的制造示范中心（MDF）提供了大幅面增材制造（BAAM）3D打印機。這款3D打印機比市場上大多數的工業3D打印機速度快500到1000倍，它的打印尺寸也是其它競爭對手的數倍以上。在這里，打印尺寸是相當重要的，因為一個完整的研究葉片就足有42英尺長（約合13米）。
    如此長的葉片，即使是BAAM 3D打印機也不能一次打印出來。為此，開發團隊做了一下變通。首先，研究人員開發出了該研究葉片的一個CAD模型，這個模型基本上是一個典型的葉片設計，可以被倒進模子里的那種；然后人們將其分割成割可3D打印的部分，并加上裝配孔和加熱空氣管道系統的設計。最后這些部件被分別以6英寸左右的大小3D打印了出來。
   一旦完成了這些工作，他們會在葉片上面覆蓋一層玻璃纖維層壓板，并進行光滑處理。“每個模具段都被安裝在一個框架上，并配備一個熱空氣鼓風機、溫度控制器和熱電偶。這個創新的空氣加熱技術可以節省能源，并消除了用人工鋪設嵌入模具的電熱絲這一非常麻煩 的步驟。而且，這種空氣鼓風機在以后的模具中也可以再次使用。”AMO的研究人員說。
    一旦組裝完成，這巨大的3D打印模具就具有非常平整、光滑的表面，而且具有氣密性，非常適合鑄造風力葉片——而且比傳統的風力葉片便宜得多。據研究人員們稱，他們的幾個研究葉片都是用這個3D打印的模具制造的。