GE借助3D打印涡轮叶片提高风能竞争力

aau讯（编辑 王瑶）据外媒报道，GE Research继宣布AIR2WATER项目之后，又获得了美国能源部（DoE）授予的另一个项目，以研究3D打印风力涡轮机叶片的设计和制造。

据了解，该项目价值670万美元，将使GE Research与GE Renewable Energy和LM Wind Power（一家隶属于GE Renewable Energy的企业）合并，并获得Oak Ridge国家实验室和National Renewable Energy Laboratory的投入，以提高二者在陆上和海上风能的竞争力。

该项目将首先生产用于结构测试的全尺寸3D打印叶片尖端，此外还将在风力涡轮机上安装三个叶片尖端，以期降低制造成本并增加组件的供应链灵活性。

GE Renewable Energy的先进制造领导者Matteo Bellucci表示：“我们很高兴能与美国能源部高级制造办公室以及世界一流的合作伙伴合作，以生产出高度创新的先进制造和增材制造工艺，从而彻底改变风电叶片制造的先进水平。”

“增材制造可以使风能行业的成本和性能竞争力发生重大变化，并帮助GE Renewable Energ为客户提供支持，帮助他们更快速地推动能源转型。”

将航空专业知识应用于风能

二十多年前，GE率先将轻型复合材料风扇叶片引入其喷气发动机，GE在航空领域的材料和复合材料专业知识使其成为该领域的领先公司之一。

在2019年，该公司为其GE9X发动机3D打印的英尺长涡轮叶片将用于跨国航空公司波音的777X双引擎喷气式飞机。16个第四代碳纤维叶片成功地降低了整体发动机的重量，并最大程度地发挥了其动力，而配备了300多个3D打印部件的777X则在一年后完成了首次飞行。自发布以来，GE9X被GE视为全球最大的商用喷气发动机，其前风扇直径为134英寸。

多年来，该公司的航空专业知识已越来越多地应用于其在风能领域的研究。去年六月，GE Renewable Energy与3D打印建筑公司COBOD、建材专家LafargeHolcim合作开发了“创纪录的” 3D打印的风力涡轮机塔架，有望在降低能源成本的同时促进全球可再生能源生产。

GE Research媒体宣传主管Todd Alhart告诉aau3d，公司在航空领域的知识和专长将继续推动其在风能领域的创新。

他解释道：“ GE工程师为该项目带来的主要优势之一是我们在航空业务中开发和商业化类似空气动力结构的数十年经验。我们对这些类型的材料在这些类型的设计中的行为和功能有深刻的了解，这将对我们当前的风力涡轮机叶片项目产生不可思议的好处。”

开发3D打印的涡轮叶片尖端

在为期两年的项目中，GE及其合作伙伴将应用增材制造工艺来简化叶片尖端生产所需的步骤，从而在制造过程中提供更高的生产率。叶片尖端的长度将在8至10米之间，并由热塑性复合材料结合3D打印技术和常规制造技术制成。

与传统的制造工艺相比，将3D打印用于制造涡轮叶片尖端将需要更少的材料并产生更少的废料，Alhart表示，简化的制造工艺和更高的产量将最终降低零件的制造成本。

除了降低制造成本外，该项目还希望增加涡轮叶片尖端的供应链灵活性，该涡轮叶片尖端预计将比通过传统方式制造的叶片更轻，并使用更多可回收材料。此外，还将缩短零件的设计周期，以实现风电场的更大优化，并进一步提高年发电量。

“这项技术将首先应用于新型涡轮机，”Alhart说。“但是，随着时间的流逝，可以将其改装到旧的涡轮机上，以优化当地的风能资源。与传统方法相比，一旦技术经过全面审查，3D打印将允许更快的量产。”

可再生能源领域的3D打印机会

该项目的最终目标是通过3D打印工艺设计开发高性能涡轮叶片来提高陆上和海上风能的竞争力。

Alhart表示，“GE在3D打印过程中将其3D打印工艺应用到更广泛的可再生能源领域还有许多其他机会：毫无疑问，在叶片与塔之间，3D打印帮助我们扩展思维并改善风能。我们还看到可再生能源TII业务中存在将3D打印应用于新零件设计和工装的机会。”

“3D打印工艺的使用为关键零件的设计和制造创造了新的自由度。除了风能，再其他领域，3D打印亦可以帮助我们突破产品的极限。”

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