Advanced Manufacturing Innovation Initiative (AMII), трехлетний проект стоимостью 6,3 миллиона долларов, объединил исследователей из Сандиа, Университет штата Айова, и компании TPI Composites из Скоттсдейла, штат Аризона, которая управляет заводом лопаток турбин в Ньютоне, штат Айова.Менеджер Sandia Дэниел Лэрд сказал, что AMII — это набор небольших целевых проектов. Из 49 предложений, рассмотренных комитетом по проекту, 22 одобренных проекта включали автоматизированную укладку и отделку с использованием моделирования для разработки более эффективных производственных процессов и улучшенные возможности неразрушающего контроля (NDI).Цель проекта — сделать производство лопастей ветряных турбин в США экономически жизнеспособным на рынке США.
Помимо использования преимущества транспортировки внутри страны, проект был направлен на повышение производительности труда и сокращение времени производства на 35 процентов.Фонд ветроэнергетики обнаружил, что в настоящее время в США имеется 61 946 мегаватт ветроэнергетических мощностей в масштабе коммунальных предприятий, а также ветряные установки размером с коммунальные предприятия в 39 штатах и Пуэрто-Рико.
Хотя производство энергии ветра является жизненно важной частью общего энергетического портфеля Америки, высокие затраты на рабочую силу в США исторически затрудняли конкурентоспособное производство лопастей в США.Строить лезвия непросто. Лопасти ветряных турбин большие и тяжелые, и допуски должны быть в пределах миллиметра.
Они должны выдерживать десятилетия суровых условий и выдерживать жесткие скорости до сотен миль в час на острие лезвия.И прямо сейчас большая часть работы по созданию ветряной турбины должна выполняться вручную.
«Производство лопастей ветряных турбин состоит из трудоемкого набора высокораспределенных ручных операций, включая укладку очень больших объемов материала, вливание, вторичное соединение и извлечение многих узлов из формы на обширной производственной площади. Все эти соображения делают реализацию автоматизации — сложное и дорогостоящее мероприятие », — сказал Лэрд.В одном из проектов исследователь Sandia Дайан Кэллоу создала заводскую логическую модель производственного предприятия, позволяющую исследователям взглянуть на технологические потоки и способы повышения скорости производства. Эта работа сразу же выявила и количественно оценила узкие места, связанные с мостовым краном.
Проблемы были решены путем разработки новых наземных тележек.В другом проекте AMII исследователи объединили программную платформу инженерных данных с системой трехмерной лазерной проекции, чтобы улучшить позиционирование стекловолоконной ткани.
Исследователи также смоделировали отверждение крышки лонжерона с более высокими характеристиками, той части лопасти, которая несет изгибающую нагрузку.Старший научный сотрудник Sandia Деннис Роуч руководил разработкой библиотеки эталонных образцов, используемой для обучения тех, кто выполняет неразрушающий контроль лопастей ветряных турбин.«Проект NDI улучшил способность производителей лезвий уверенно определять качество своей продукции до того, как она покинет завод, увеличивая срок службы лезвий.
Sandia не только работала над оптимизацией производительности обычных процессов проверки, но и разработала передовые технологии. "Методы NDI для дальнейшего улучшения процесса обеспечения качества. Целенаправленный аспект передачи технологий AMII позволил этим передовым методам NDI начать их интеграцию на предприятиях по производству лезвий в США", — сказал Роуч.
«Совокупность усовершенствований и инноваций AMII сократила время цикла производства лезвия почти на 50 процентов», — сказал Лэрд.