高度耐用的热塑性泡沫,复合材料帮助建立更轻和可回收刀片

不同纤维基体组合的热塑性塑料带。(资料来源:©照片Fraunhofer ICT)

随着海上风力涡轮机尺寸的增加,运营商发现运输、安装、拆卸和处理这些涡轮机的巨大转子叶片非常困难。与其他行业专家合作,弗劳恩霍夫研究人员正在努力开发高度耐用的热塑性复合材料和泡沫,这将有助于制造更轻和可回收的叶片。

这种新材料的特殊性能也有助于在汽车行业等领域构建其他轻量化结构。欧洲杯足球竞彩将于19 ~ 26日在Düsseldorf举行的“k2016”贸易博览会上展出th2016年10月。

大型海上风力发电场的趋势是不可阻挡的。风力涡轮机的转子叶片长度可达80米,转子直径超过160米,这样可以获得最大的能量产出。由于叶片的长度受其重量的限制,因此开发具有高材料强度的轻量化系统至关重要。

如果风力涡轮机的重量更轻,它们在海上的稳定性就会增强,而且易于组装和拆卸。

作为欧盟“采用高性价比先进轻量化设计(WALiD)的风力叶片”项目的一部分,位于Pfinztal的Fraunhofer化学技术ICT研究所的科学家们正与近10个行业和研究伙伴合作,提出一种转子叶片的轻量化设计。这些科学家打算通过改进设计和使用材料来减轻叶片的重量,并延长其使用寿命。欧洲杯足球竞彩

热塑性塑料正在取代热固性材料欧洲杯足球竞彩

风力涡轮机通常是用手工热固性树脂系统制造的。然而,这些不允许熔化,不适合材料回收。粒状热固性塑料废料的最佳性能是,它们可以回收利用,作为简单应用的填充物。

在WALiD项目中,我们正在追求一种全新的刀片设计。我们正在转换材料类别,并首次在转子叶片中使用热塑性塑料。这些是可熔化的塑料,我们可以在自动化生产设备中高效加工。

Florian Rapp, Fraunhofer ICT项目协调员

科学家们的目标是分离玻璃和碳纤维,并重新利用热塑性基体材料。

项目合作伙伴使用由纤维增强塑料和热塑性泡沫塑料组成的三明治材料来建造转欧洲杯足球竞彩子叶片的外壳和内部支撑结构的部分。一般情况下,碳纤维增强热塑性塑料用于在转子叶片中施加很高负荷的地方,玻璃纤维用于加强应力较小的区域。

Rapp和他的科学家团队正在开发热塑性泡沫塑料,这种泡沫塑料与纤维增强热塑性塑料制成的覆盖层结合,用于三明治芯的三明治设计。这种组合提高了转子叶片的耐用性、效率、机械强度和寿命。“我们的热塑性泡沫正在开拓新领域,”拉普说。

轻量化建筑材料的新应用

与现有材料系统相比,新型ICT泡沫具有更好的性能。这为航空、汽车和航运等不同领域的新应用铺平了道路。制造商一直在座椅和遮阳板上使用泡沫材料,但不用于承重结构。欧洲杯足球竞彩

目前的泡沫有一些限制,其中一个限制是温度稳定性。这些泡沫不能安装在发动机附近作为绝缘材料。

相比之下,我们的可熔解泡沫塑料温度稳定,因此适合作为发动机附近地区的绝缘材料。它们可以永久承受比发泡聚苯乙烯泡沫(EPS)或发泡聚丙烯(EPP)更高的温度。它们增强的力学性能也使它们可以用于门模块或夹芯复合材料中的加强元件。

弗洛里安拉普P工程”Coordinator,弗劳恩霍夫信息通信技术

这些泡沫可以快速加工,节省材料。热塑性泡沫塑料的另一个优点是,它们比其他可再生的夹层芯材(如轻木)更容易获得。欧洲杯足球竞彩这些创新材料的制造过程在该研究所位于Pfinztal的泡沫挤出厂进行。欧洲杯足球竞彩

我们熔化塑料颗粒,混合发泡剂到聚合物熔体和泡沫材料。然后可以根据需要对发泡、稳定的颗粒和半成品进行塑欧洲杯猜球平台形和切割。

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在发泡聚合物领域,新的ICT泡沫技术科学家小组覆盖了整个热塑性泡沫生产链,从材料生产和挤压发泡颗粒和半成品的制造到成品组件和工艺介质。欧洲杯猜球平台

研究人员将在19 - 26日于Düsseldor举行的2016年K展上展示一种使用新型泡沫和复合材料建造的微型风力涡轮机th2016年10月。在7.0展厅的Fraunhofer联合展位SC01,公众可以观看演示。

欧盟的WALiD项目合作伙伴包括位于Pfinztal的Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT、位于Shawbury的Smithers Rapra、位于Bad Doberan的WPS Windrad Power Systems GmbH、位于Malville的Loiretech、位于Westerbroek的PPG Industries Fiber Glass、位于Stathelle的Norner Research AS和位于Quéven的科里奥利复合材料。其他一些项目成员包括代尔夫特的NEN、海牙的TNO和根恩的COMFIL。该项目已获得约400万欧元资助,预计将持续到31岁2017年1月。欧洲共同体7th资助协议编号下的框架计划309985资助了这个项目。

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