在2016年的德国K展(全球知名的塑料、橡胶产业展览会)上,来自德国弗劳恩霍夫化学技术研究所(ICT)的一个研究团队展示了其WALiD项目的进程,这是一个采用高经济效益的先进复合材料轻量化设计来制造风轮叶片的项目。
该项目使用热塑性复合材料和泡沫来减轻海上风力涡轮机转子叶片的重量和增加其使用寿命。在展览会上,研究人员展示了他们的首台样机:用新型泡沫和复合材料制成的微型风力涡轮机。
据介绍,该项目尝试了全新的叶片设计,改换了材料等级,首次在转子叶片中使用热塑性材料。这些材料是他们能够在自动化生产工厂中高效加工的材料。其目标是把玻璃纤维和碳纤维分别使用,并把热塑性基体材料回收用于其它叶片。
对叶片的外壳以及内部支撑结构,该项目使用了用热塑性泡沫和FRP构成的夹芯材料。据研究人员称,碳纤维增强热塑性塑料用在叶片上承受最大负荷的部位,而玻璃纤维则用来增强应力更小的部位。对夹芯结构的芯材,研究团队正在研发能与碳纤维增强塑料面层直接粘结的热塑性泡沫。据称这种组合能提高转子叶片的力学强度、制造效率和使用寿命。
这种新的热塑性泡沫和复合材料用在汽车和航空工业中也能迅速加工和节省材料。