Continuous Composites, Siemens Energy past hoogwaardige materialen toe voor stroomgeneratoren

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, VS) en Siemens Energy (München, Duitsland), een spin-off van de voormalige Gas and Power-divisie van Siemens Group, hebben de succesvolle demonstratie aangekondigd van Continuous Fiber 3D Printing (CF3D)-technologie voor Generatorcomponenten van Siemens Energy. Door deze meerjarige samenwerking hebben de bedrijven een thermohardend glasvezelversterkt polymeer (GFRP) materiaal ontwikkeld, met betere mechanische prestaties bij hogere temperaturen, topologie-geoptimaliseerde ontwerpen en dynamische vezelbesturing om anisotrope vezels in de belastingsrichting te oriënteren voor aangepaste toepassingen.

"De inzet van CF3D voor de productie van generatorcomponenten is een voorbeeld waarbij onze technologie de huidige productieprocessen verstoort en metalen onderdelen vervangt door hoogwaardige composietmaterialen", zegt Tyler Alvarado, CEO van Continuous Composites. "Onze samenwerking met Siemens Energy toont ons vermogen om materiaaloplossingen te ontwikkelen en aan te passen met strenge mechanische eigenschappen die veel verder gaan dan de energiesector."

Continuous Composites en de materiaalpartner van het bedrijf, Arkema (Keulen, Duitsland), hebben via de Sartomer Business gezamenlijk een CF3D voor hoge temperaturen ontwikkeld thermohardende polymeer, waardoor het mogelijk is om grote, complexe onderdelen te printen die niet met traditionele composiettechnieken zouden kunnen worden vervaardigd. Volgens Continuous Composites bereikte het materiaal een glasovergangstemperatuur (T_g ) van 227°C en ondervond minimaal sterkteverlies bij temperaturen boven de T_g . Verder vertoonden de CF3D-geprinte composieten naar verluidt vezelvolumefracties (FVF) van meer dan 50% met minder dan 1,5% leegte.

Volgens Continuous Composites worden momenteel verschillende generatorcomponenten vervaardigd met behulp van een metaalgietproces dat duur is en lange doorlooptijden heeft. De ontwikkeling van deze nieuwe materialen in combinatie met het CF3D-proces zou echter de materiaaltemperatuurvereisten van generatoren en andere Siemens Energy-toepassingen overtreffen. Demonstratieresultaten voor de energiesector omvatten productiekosten die vijf keer lager zijn dan die van traditionele generatoren en een kortere doorlooptijd van 8-10 maanden tot drie weken. Bovendien wordt gemeld dat er $ 1 miljoen is aan energiebesparingen op de lange termijn en een aanzienlijke vermindering van het gewicht van onderdelen en materiaalverspilling.

"De superieure mechanische prestaties van CF3D, gecombineerd met de aanzienlijke kosten- en doorlooptijdreductie, hebben geleid tot onze selectie van Continuous Composites", zegt Dr. Joel Alfano, principal technology development engineer bij Siemens Energy. "De mogelijkheid om een ​​metalen generatorcomponent te vervangen door composietmaterialen die gebruikmaken van AM is een krachtige doorbraak voor het oplossen van de beperkingen waarmee we in de energie-industrie worden geconfronteerd, en CF3D-technologie maakt het mogelijk."