3D打印如何實現風力渦輪機結構最優化？還能降低噪音？

2017-10-30

隨著風力渦輪產業的快速發展，CEO們十分期待風力渦輪產業給未來帶來的變化。設想一下一個利用建筑織物膜材制作的風力渦輪機艙——是的，建筑物織物膜材或是利用鐵絲網制作的風力發電機片。根據Philip Totaro預測，快速進步的3D打印技術意味著混合材料制作的風力渦輪機不僅僅是想象中存在的了，這些科幻電影中的節能機器很可能在兩年之內變成現實。

目前面臨風力渦輪結構和生產工程師最大的問題是如何讓風力渦輪實現最優化，同時降低空氣動力學所產生的巨大噪音，先前幾代的制造工藝和對于低耗材料的依靠極大程度上限制了風力渦輪片的生產結構和用途，但是3D打印可以從根本上解決這個問題。

運用混合材料的基本理念是在風力渦輪片的不同受力點的地方采用不同質量和密度的材料，這樣可以減少風力渦輪片的總重量，同時加固風力渦輪片的整體結構。現有的案例包括運用高模量玻璃或是碳纖維來制造渦輪片的網狀結構和根部——這些地方的受力更多，同時用一般的玻璃來生產外部結構。這樣一來可以節省成本，優化現有的基礎設施，充分利用創新科技。

同時Totaro先生說，隨著轉子大小的不斷加大，風力渦輪不斷地更新現有的節能效率和功力密度，3D打印在這方面將會有特別的貢獻。

目前對于廣泛應用風力渦輪發電的最大困難就是成本問題，許多先進的生產工藝，例如3D打印為解決這一問題做出了許多的貢獻。雖然目前混合材料和3D打印還處于發展階段，待這些技術日趨成熟時，將會幫助解決結構穩定性、優化空氣動力學、降低音噪等。比方說，金屬復合材料在過去十幾年內在航空領域曾獲得廣泛的應用，現隨著材料價格的降低，這種復合材料也將會在風力發電產業獲得更大的應用率。

據Totaro先生說，材料革新將是改變現狀的最重要因素之一，科技發展注定會未來兩年在制造業帶來革命性的影響。