CNC-bewerking: Innovatie in de Groene Energiesector

De energiesector is de levensader van de moderne samenleving, die al onze apparaten en industrie continu met stroom voorziet. Gevolgelijk vereist deze constante, waakzame productie van energie allerhande geavanceerde apparatuur, van hydraulische kleppen voor de olie- en gasindustrie tot zonnecellen tot windturbineonderdelen. CNC is cruciaal geweest in het creëren van deze complexe apparaten.

Naast luchtvaart en automotive is energieproductie een van de grootste toepassingen van CNC-bewerking. Echter, de energie-industrie staat op een keerpunt waar het misschien ruimte moet maken voor nieuwere, groenere vormen van energie naast conventionele energiebronnen, of (radikaler) olie en gas voor hernieuwbare bronnen opgeven. Immers, de hernieuwbare sector groeide 5% per jaar van 2007 tot 2017, met meer initiatieven en groeiende mondiale steun ook toenemend.

Over het algemeen zullen CNC-onderdelen en geavanceerde bewerking de kwaliteit en efficiëntie van de energie-opwekkingstools en -onderdelen verhogen. Dit artikel bekijkt enkele van de belangrijkste manieren waarop CNC een cruciale rol speelt in deze verschuiving.

Windenergie

Windenergieproductie vereist duurzame, langdurige onderdelen die enorme spanning kunnen aan terwijl ze nauwkeurigheid behouden. Fabrikanten moeten precieze schroefbladen produceren voor het aanpakken van winddruk met minimale slijtage. Metaal- en koolstofvezelbewerking is cruciaal geweest niet alleen in de productie van de bladen, maar ook in onderdelen als de reusachtige lagers die de hoek aanpassen. Met het gebruik van CNC kunnen de reusachtige lagers in het aansturingmechanisme van een windturbine geproduceerd worden met nauwkeurigheid die doorgaans voorbehouden is aan kleinere onderdelen. Aangezien dit massive onderdelen zijn wiens mobiliteit hun prestaties zwaar beïnvloedt, moeten ze (veel als vliegtuigmotorenbladen) extreem nauwkeurig zijn.

Over het algemeen worden multi-purpose draaibanken gebruikt voor tandwielen, tandwielbehuizingen en rotors. Gezien de grootte van de gemiddelde windturbine, zijn grote, zware machines vereist, met ongeveer 90% van de tandwielproductie met metaalsnijden betrokken. Tegenwoordig wordt gedomineerd door tandwiel frezen, met een hob of schijfmesjes. Op dezelfde manier worden CNC-boormachines vaak gebruikt voor het verwerken van gaten in buisschelp warmtewisselaars voor diverse energiestelsels.

Bij windturbines en windmolens is er behoefte aan CNC-machines die versterkte koolstofvezelkunststoffen of glasvezelmaterialen verwerken. Wat materialen betreft, kunnen glasvezel met een holle kern, aluminium en lichte houtsoorten ook gebruikt worden voor de rotorbladen. Het bladprofiel van de meeste rotorbladen is heel vergelijkbaar met dat van vliegtuigen, dus deze machines vereisen behoorlijke zware nauwkeurigheid.

Zonne-energie

Naast de zonnepanelen zelf, zijn er diverse onderdelen die nauwkeurige productie vereisen, zoals frames, achterrails en dragerrails. Frees- en boormachines zijn ideaal voor dergelijke projecten en veel bedrijven markten hun CNC-machines specifiek voor het produceren van zonnepaneelonderdelen. Zelfs grote zonnepaneelproductielijnen incorporeren meerdere typen CNC-processen zoals snijden en boren, maar vereisen ook meerdere non-CNC-processen in combinatie met operators die gelijktijdig werken.

Omdat productielijnen massaal en groot kunnen zijn, bieden bedrijven als Fanuc veelzijdige robotarmen die vormen met meer flexibiliteit en economie van werkruimte kunnen hanteren. Op dezelfde manier bieden bedrijven als Beam Cut software die gespecialiseerd is in zonnepanelfabricatie die het proces vereenvoudigt en slechts één persoon vereist om te bedienen. Dit is een van de manieren waarop CNC ruimte en arbeidsgebruik vrijmaakt.

Zonnepanelfabrikanten gebruiken heel vaak draaicentra en draadsnijders voor frames en behuizingen. Plasma en vezellaser snijmachines specialiseren zich vaak in zonnepanelfabricatie, met diverse lasers die vaak gebruikt worden voor het verdelen van de panelen zelf. Op dezelfde manier incorporeren bedrijven als Protolabs een mix van CNC-bewerking en 3D-printen om zonnepanelen te produceren. Dit geeft aan dat er ruimte kan zijn voor hybride productie binnen de zonne-energie-industrie.

Waterkracht

Waterkracht turbines en generatoren zijn niet alleen massive machines. Ze moeten ook duurzaam zijn tegen druk en waterschade en samengesteld uit metalen die deze eigenschappen bezitten, vaak koolstof- en roestvrij staalonderdelen. Bedrijven over de hele wereld gebruiken CNC-technologieën om allerhande componenten te produceren, van eenvoudige assen en bushings tot hydroturbinebehuizingen, wielen en afdekplaten.

Het betreft de gebruikelijke draaien, lijnboren en frezen, maar vaak op massive schaal, afhankelijk van de behoeften van het elektriciteitscentrum. Ter referentie, Canyon Hydro in Noord-Amerika gebruikt een 7-as CNC-freesmachine die in staat is Pelton en Francis hydro-elektrische turbines tot 16 voet in diameter te fabriceren, met een gewicht van 25 ton. De CNC-machine corrigeert kleine (maar potentiëel impactvolle) imperfecties in de turbine. Dit is onder veel andere machines in hun fabricagecentrum. Op een nog grotere schaal, machineert Voith Hydro's York faciliteit werkstukken die meer dan 42' (12,80 m) in diameter kunnen zijn en meer dan 350 ton (317,5 t) wegen.

Naast turbines worden CNC-frezen en andere bewerkingstechnologieën gebruikt voor de ontwikkeling van de poorten van dammen en waterkrachtcentrales. In bepaalde gevallen heeft de groei van diverse CNC-machines toe gelaten dat dergelijke onderdelen on-site geproduceerd worden, in plaats van uit een ver verwijderde fabriek binnen te halen.

Over het algemeen profiteert de wereld van groene energie immens van CNC-bewerking en moderne technologieën. We hebben maar net de oppervlakte van hun mogelijkheden gekrabbeld, maar er zijn al zoveel toepassingen, voordelen en use cases.