Continuous Composites en Siemens Energy Tonen Geavanceerde Composietmaterialen voor Next-Gen Stroomgeneratoren

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, VS) en Siemens Energy (München, Duitsland), een afsplitsing van de voormalige Gas and Power divisie van Siemens Group, kondigden de succesvolle demonstratie van Continuous Fiber 3D Printing (CF3D) technologie voor Siemens Energy's generatorcomponenten aan. Door deze multi-jarige samenwerking ontwikkelden de bedrijven een thermohardend glasvezel-versterkt polymere (GFRP) materiaal, wat betere mechanische prestaties bij hogere temperaturen introduceert, topologie geoptimaliseerde ontwerpen en dynamische vezelsturing om anisotrope vezels in de belastingrichting te oriënteren voor gecustomiseerde toepassingen.

Materiaalontwikkeling

"De implementatie van CF3D voor het fabriceren van generatorcomponenten is een voorbeeld waar onze technologie huidige productieprocessen disrupteert en metalen delen vervangt met high-performance composietmaterialen," zegt Tyler Alvarado, CEO van Continuous Composites. "Onze samenwerking met Siemens Energy demonstreert onze capaciteit om materiaaloplossingen te ontwikkelen en aan te passen met strikte mechanische eigenschapseisen die ver buiten de energiesector uitstijgen."

Continuous Composites en het bedrijfs materiaalpartner, Arkema (Keulen, Duitsland), door zijn Sartomer Business, ontwikkelden gezamenlijk een hoge-temperatuur CF3D thermohardend polymere, wat het printen van grote, complexe onderdelen mogelijk maakt die niet geproduceerd kunnen worden met traditionele composiettechnieken. Volgens Continuous Composites, bereikte het materiaal een glasovergangstemperatuur (T_g) van 227°C en ervoerde minimale sterkteverlies bij temperaturen boven de T_g. Verder, demonstreerden de CF3D-geprinte composieten naar verluidt vezelvolume fracties (FVF) groter dan 50% met minder dan 1,5% gatinhoud.

Kosten- en Tijdsbesparing

Volgens Continuous Composites, worden diverse generatorcomponenten momenteel geproduceerd met een metaalgietproces dat duur is en lange levertijden heeft. De ontwikkeling van deze nieuwe materialen gepaard met het CF3D proces, overschrijdt naar verluidt de materiaaltemperatuureisen van generatoren en andere Siemens Energy toepassingen. Demonstratieresultaten voor de energiesector omvatten productiekosten die vijf keer lager zijn dan traditionele generatoren en verminderde levertijd van 8-10 maanden naar drie weken. Bovendien wordt gerapporteerd dat er $1 miljoen in lange-termijn downtime energiebesparing is en een significante reductie in onderdeelgewicht en materiaalverspilling.

"De superieure mechanische prestaties van CF3D, gecombineerd met de significante kosten- en levertijdreductie, leidde tot onze selectie van Continuous Composites," zegt Dr. Joel Alfano, principal technology development engineer bij Siemens Energy. "De kans om een metaal generatorcomponent te vervangen met composietmaterialen door AM is een krachtige doorbraak voor het oplossen van de beperkingen die we in de energie-industrie tegenkomen, en CF3D technologie maakt het mogelijk."