3D打印如何实现风力涡轮机结构最优化？还能降低噪音？

2017-10-30

随着风力涡轮产业的快速发展，CEO们十分期待风力涡轮产业给未来带来的变化。设想一下一个利用建筑织物膜材制作的风力涡轮机舱——是的，建筑物织物膜材或是利用铁丝网制作的风力发电机片。根据Philip Totaro预测，快速进步的3D打印技术意味着混合材料制作的风力涡轮机不仅仅是想象中存在的了，这些科幻电影中的节能机器很可能在两年之内变成现实。

目前面临风力涡轮结构和生产工程师最大的问题是如何让风力涡轮实现最优化，同时降低空气动力学所产生的巨大噪音，先前几代的制造工艺和对于低耗材料的依靠极大程度上限制了风力涡轮片的生产结构和用途，但是3D打印可以从根本上解决这个问题。

运用混合材料的基本理念是在风力涡轮片的不同受力点的地方采用不同质量和密度的材料，这样可以减少风力涡轮片的总重量，同时加固风力涡轮片的整体结构。现有的案例包括运用高模量玻璃或是碳纤维来制造涡轮片的网状结构和根部——这些地方的受力更多，同时用一般的玻璃来生产外部结构。这样一来可以节省成本，优化现有的基础设施，充分利用创新科技。

同时Totaro先生说，随着转子大小的不断加大，风力涡轮不断地更新现有的节能效率和功力密度，3D打印在这方面将会有特别的贡献。

目前对于广泛应用风力涡轮发电的最大困难就是成本问题，许多先进的生产工艺，例如3D打印为解决这一问题做出了许多的贡献。虽然目前混合材料和3D打印还处于发展阶段，待这些技术日趋成熟时，将会帮助解决结构稳定性、优化空气动力学、降低音噪等。比方说，金属复合材料在过去十几年内在航空领域曾获得广泛的应用，现随着材料价格的降低，这种复合材料也将会在风力发电产业获得更大的应用率。

据Totaro先生说，材料革新将是改变现状的最重要因素之一，科技发展注定会未来两年在制造业带来革命性的影响。