潮汐能制造迎来增材拐点:LSAM实现碳纤维叶片“一次成型”与智能监测
发布时间:11-19 16:32
在潮汐能制造领域,LSAM(大规模增材制造)技术通过精准仿真与一体化成型工艺,为解决传统制造速度慢、成本高的问题提供了创新方案。
美国Thermwood公司、普渡大学LSAM研究室、英国谢菲尔德大学与牛津大学合作开展了一项新项目,重点围绕2米长的先进潮汐涡轮叶片展开技术验证。
普渡大学采用其自主研发的ADDITIVE3D仿真平台,对双面模具的打印过程进行预测与优化。该系统基于物理机制的虚拟孪生技术,模拟了温度演化、后处理效应及模具性能,整合了热处理、材料去除和各向异性补偿等多重因素。
打印完成后,谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC)对部件实施了精密加工,集成了传感器定位槽、叶根定位座及树脂进出口等功能性结构。
最终成型的双面模具支持碳纤维增强材料围绕中央叶芯的单次灌注成型,显著简化了制造流程并提升结构效率。
该叶片采用混合材料架构,结合不锈钢根部、聚碳酸酯芯材与碳纤维增强复合材料(CFRP)蒙皮,在保障机械强度的同时实现了轻量化设计。
内置光纤传感器、应变计、热电偶和加速度计等监测元件,可实时采集制造质量、运行行为及结构健康数据,为设备长期运行提供保障。
该叶片将在爱丁堡大学FastBlade设施中进行疲劳测试,后续将开展海上实机试验,为新一代潮汐涡轮叶片的研发积累关键性能数据。
该项目展示了LSAM技术在大型复合材料部件“一次成型”制造中的潜力,为高价值海洋能源设备的增材制造应用开辟了新的市场方向。
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