緬因大學(xué)利用回收的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)行3D打印，推進(jìn)循環(huán)風(fēng)能經(jīng)濟(jì)

2024年3月18日，南極熊獲悉，來自緬因大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心 (ASCC) 的研究團(tuán)隊(duì)獲得了75,000 美元的資助獎(jiǎng)金，用于支持回收風(fēng)力葉片作為 3D 打印原料的項(xiàng)目研究。該獎(jiǎng)項(xiàng)是由能源部風(fēng)能技術(shù)辦公室授予。

在先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心 (ASCC) 的領(lǐng)導(dǎo)下，WIND REWIND 團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目“大型增材制造葉片”標(biāo)志著他們推進(jìn)循環(huán)風(fēng)能經(jīng)濟(jì)回收解決方案的使命中的一個(gè)重要里程碑。

ASCC 執(zhí)行董事 HabibDagher 表示：“我們感謝能源部對我們推進(jìn)風(fēng)能技術(shù)使命的持續(xù)支持。數(shù)千個(gè)風(fēng)力葉片將被送往垃圾填埋場處置，這筆資金使我們能夠探索這些產(chǎn)品的負(fù)責(zé)任回收，將其重新利用并重新用作 3D 打印的原料?！?/div>

該項(xiàng)目提出了一種創(chuàng)新方法，可對破碎的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片材料回收，作為大規(guī)模 3D 打印的經(jīng)濟(jì)高效的增強(qiáng)材料和填充物。通過用風(fēng)力葉片切碎和研磨的材料替代短碳纖維，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)復(fù)合葉片材料 100% 的機(jī)械回收。

研究工作將集中于開發(fā)新的復(fù)合方法，以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料所需的粘合強(qiáng)度。所得顆粒將作為大幅面擠壓 3D 打印的原料，利用 ASCC 的先進(jìn)制造能力。

△3D 打印風(fēng)力葉片模具部分

除了研究的可持續(xù)性效益外，該項(xiàng)目還可以使全球預(yù)制混凝土行業(yè)受益，該行業(yè)每年價(jià)值數(shù)十億美元。通過將破碎的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片材料集成到預(yù)制混凝土模板的 3D 打印過程中，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是顯著降低材料成本，同時(shí)為設(shè)計(jì)和自動(dòng)化制造過程提供幾何自由度。

該項(xiàng)目還解決了風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可持續(xù)回收的關(guān)鍵需求，并通過降低模板成本和勞動(dòng)力支出為建筑行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。項(xiàng)目符合緬因大學(xué) ASCC 更廣泛的環(huán)境目標(biāo)，旨在減少陸地和海上風(fēng)能的環(huán)境足跡，并為大規(guī)模 3D 打印工藝開發(fā)環(huán)保原料。

后續(xù)階段將與行業(yè)合作伙伴一起開發(fā)更大的原型并部署案例研究，最終推動(dòng)風(fēng)能回收領(lǐng)域更廣泛地采用可持續(xù)實(shí)踐。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目提交的 WIND REWIND 團(tuán)隊(duì)成員包括來自 ASCC、土木與環(huán)境工程系、機(jī)械工程系和工業(yè)界的教師和研究人員（RobertoLopez-Anido 博士、Reed Miller 博士、AmritVerma 博士） 、約翰·阿里蒙德、哈比卜·達(dá)格爾博士、漢娜·貝爾滕和埃德·皮爾佩爾）。該項(xiàng)目由Lopez-Anido 博士領(lǐng)導(dǎo)，并得到 Miller 博士和Luis Zambrano-Cruzatty 博士的協(xié)調(diào)支持。

ASCC 憑借其在復(fù)合材料、大型先進(jìn)制造和浮動(dòng)海上風(fēng)電行業(yè)的全球認(rèn)可和領(lǐng)導(dǎo)地位，正在開發(fā)這種重新利用風(fēng)力葉片材料的新方法。ASCC 擁有世界上最大的熱塑性 3D 打印機(jī)，其項(xiàng)目包括BioHome3D（世界上唯一的 100% 生物基 3D 打印房屋）和 3Dirigo（有史以來第一艘 3D 打印船）。ASCC 擁有美國最大的致力于浮動(dòng)式海上風(fēng)電的團(tuán)隊(duì)，憑借 VolturnUS 船體技術(shù)和對行業(yè)創(chuàng)新的承諾，成為全球領(lǐng)導(dǎo)者。