発電機部品を製造中！コンティニュアス・コンポジッツがシーメンス・エナジーと提携

この投稿は Spectacled Bear によって 2021-5-17 09:52 に最後に編集されました。

はじめに：Continuous Composites 社の CF3D は、連続繊維強化と熱硬化性樹脂技術を組み合わせたもので、発売以来特に人気があるようです。 2021年4月、Continuous Composites社はアメリカ空軍と航空会社向けの翼を製造しました。現在、CF3D は発電機部品の製造にも使用されています。
△動画：サポートなしの連続繊維3Dプリント Antarctic Bearは、複合材添加剤メーカーのContinuous Compositesが2021年5月11日に、世界有数のエネルギー技術企業であるSiemens Energyの発電機部品の製造に連続繊維3Dプリント（CF3D®）技術を成功裏に使用したと発表したことを知りました。 Continuous Composites 社は、Arkema 社の Sartomer 社と共同で開発した N3xtDimension 熱硬化性ガラス繊維強化ポリマー (GFRP) 材料を使用することで、高温での機械的特性が向上することを実証することができました。
△Continuous Composites は、CF3D 印刷技術を使用して、Siemens Energy の発電機部品を製造しています。発電機の部品には通常、金属鋳造プロセスが使用されていますが、これは高価で納期も長くなります。 Continuous Composites 社は、CF3D および GFRP 材料を活用することで、製造コストを 5 分の 1 に削減し、リードタイムを 8 ～ 10 か月から 3 週間に短縮し、長期ダウンタイムのエネルギーを 100 万ドル (約 643 万人民元) 節約し、部品の重量と材料の無駄を大幅に削減したと主張しています。
△CF3D印刷プロセスは、ArkemaのN3xtDimension樹脂と組み合わせて使用されます。
シーメンスエナジーの主任技術開発エンジニアであるジョエルアルファノ博士は、金属製発電機部品を 3D プリント複合材に置き換えることでエネルギー業界が直面する制約を克服でき、CF3D® テクノロジーがそれを可能にしていると述べました。
△サートマーのN3xtDimension液体樹脂
N3xtDimension熱硬化性樹脂
N3xtDimension 液体樹脂は、Continuous Composites 社と材料パートナーである Arkema 社の子会社 Sartomer 社が共同開発した高温 CF3D® 熱硬化性ポリマーで、従来の複合技術では製造できない大型で複雑な部品を印刷できます。この材料のガラス転移温度 (Tg) は 227°C で、Tg を超えても強度の低下は最小限に抑えられ、炭素繊維、ガラス繊維、ダイニーマ、アラミドなどのさまざまな構造繊維と組み合わせることができます。 CF3D® テクノロジーを使用して印刷された複合材料の繊維体積率 (FVF) は 50% を超え、空隙率は 1.5% 未満です。両社は、優れた機械的特性を持つさまざまな硬化性樹脂を収集するUVライブラリの開発に取り組んでいます。
△GFRP: FVF 42%、ボイド率 0.1%、銅埋め込み
CF3Dテクノロジー
CF3D® は、高性能連続繊維と高速硬化熱硬化性樹脂を組み合わせて複雑な複合構造を経済的に製造する特許技術です。この技術は、エンドエフェクタを使用してその場で熱硬化性樹脂を同時に含浸させた連続乾燥繊維から始まります。繊維＋樹脂混合材料は押し出し後すぐに固まります。エンドエフェクタは、専用ソフトウェアによって駆動されるモーションプラットフォームによって移動されます。部品は連続繊維を使用して正確に印刷され、最適化され、最高のパフォーマンスを実現します。テクノロジー全体には、必要なハードウェア、材料、ソフトウェア、モーションプラットフォームが含まれます。
△CF3D技術詳細動画

アラミド、ガラス (GF)、カーボンファイバー (CF)、銅、ニクロム線、光ファイバーなどの連続繊維を使用した 3D プリント。
UV硬化型熱硬化性樹脂を使用することで、高速・無支持体印刷が可能です。
ツール不要、オートクレーブ外の複合材製造と荷重パスの最適化を可能にします。

△連続繊維3Dプリント
Antarctic Bear によれば、発電機の原理は、磁場と導体間の動きを利用して電流を発生させ、回転する機械エネルギーを電気エネルギーに変換することです。ほとんどの発電所は依然として化石燃料で稼働していますが、新しいエネルギー源（原子力や再生可能エネルギーなど）が徐々に追加されつつあります。シーメンスは発電機の金属部品をどの程度まで複合材料に置き換えるかはまだ発表していないが、良いスタートだ。技術が進歩し、テストが増えるにつれて、3D プリンティングとエネルギー分野はますます統合されていくと思います。

参考文献: 1. 米国空軍と航空会社の翼のための連続繊維印刷CF3D技術の実証、Continuous Composites
2. コンティニュアス・コンポジッツとシーメンス・エナジーが発電機用の高性能材料を開発
3. 戦略的パートナーシップを通じて産業を活性化する
4. 3Dプリント向けN3xtDimension®ソリューション
5. 連続繊維3Dプリント用UV硬化性熱硬化性樹脂の商品化
6. 連続繊維を使用した3Dプリント複合材