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風(fēng)力渦輪機(jī)是龐大而昂貴的機(jī)器,必須以最小的停機(jī)時間可靠地運(yùn)行,以便盡可能有效。這意味著在制造和安裝方面沒有出錯的余地。因此,風(fēng)力渦輪機(jī)制造商維斯塔斯(Vestas)在其制造設(shè)施和檢查現(xiàn)場依賴專門的檢查工具、儀表,通常需要在各個設(shè)施之間運(yùn)輸零件。然而,這個過程可能非常耗時,并且增加了生產(chǎn)專用風(fēng)力葉片組件所需的時間和生產(chǎn)成本。
為了消除這些瓶頸,維斯塔斯于2021年在其葉片生產(chǎn)設(shè)施中啟動了一項計劃,通過增材制造-3D打印技術(shù),以更簡化、數(shù)字化的方式生產(chǎn)許多此類組件。
維斯塔斯的直接數(shù)字制造(DDM)計劃使用Markforged公司基于云的AI驅(qū)動的Digital Forge AM平臺,3D打印機(jī)和材料,在所需現(xiàn)場快速生產(chǎn)專用工具、零件。
維斯塔斯是風(fēng)能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,在86個國家/地區(qū)擁有超過 151 吉瓦 (GW) 的風(fēng)力渦輪機(jī)。
維斯塔斯增材制造的其中一個部件是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造的復(fù)合頂部中心(TC)標(biāo)記工具,由風(fēng)力葉片裝配團(tuán)隊在現(xiàn)場使用。使用該工具作為測量,在葉片的根部放置一個指示標(biāo)記,以確保葉片在安裝過程中以正確的間距對齊。該工具最初需要數(shù)周時間進(jìn)行制造,運(yùn)輸,然后驗證使用,現(xiàn)在只需幾天即可完成。
以前,維斯塔斯通過金屬加工技術(shù)制造這些工裝工具,然后將工具運(yùn)送到應(yīng)用地點,用于檢查葉片本身的對齊情況 ,此過程可能需要大約三周的時間,包括制造和驗證。
現(xiàn)在,有了直接數(shù)字制造系統(tǒng),這些工具可以在任何地方進(jìn)行設(shè)計,然后使用Markforged的X7 熔融沉積建模(FDM)3D打印機(jī)和Onyx碳纖維填充尼龍混合材料直接在葉片設(shè)備上打印。Markforged軟件對工具進(jìn)行數(shù)字檢查和校準(zhǔn),并生成校準(zhǔn)報告,無需物理檢查和校準(zhǔn)步驟。改用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還使零件的總重量減輕了85%。
如今,維斯塔斯直接數(shù)字制造計劃總共包括2000多個零件。所有這些零件的設(shè)計文件都存儲在Markforged Eiger基于云的數(shù)字存儲庫中。這使得維斯塔斯任何地點的員工(即使是那些幾乎沒有3D打印專業(yè)知識的員工)都可以在本地X7 3D打印機(jī)上快速搜索和制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件。
借助數(shù)字化的存儲庫,維斯塔斯團(tuán)隊可以在世界任何地方立即制造出一致、符合規(guī)格的零件,而無需全球設(shè)施的專家。這大大降低了運(yùn)輸和貨運(yùn)成本,以及制造交貨時間。最重要的是,維斯塔斯團(tuán)隊不再需要擔(dān)心零件未通過合規(guī)性測試,因為它們是按需打印的,內(nèi)部使用精確的數(shù)字規(guī)格進(jìn)行打印。
維斯塔斯表示,到2022年,它將開始推出直接數(shù)字制造系統(tǒng),用于葉片以外的檢測儀表工具,促進(jìn)維斯塔斯在23個制造地點的按需生產(chǎn)。維斯塔斯還與緊固件和裝配材料供應(yīng)商Wurth(德國Künzelsau)合作,建立了一個增材制造生態(tài)系統(tǒng),并管理使用Markforged的Digital Forge平臺制造的備件庫存,以支持本地現(xiàn)場支持和其他供應(yīng)商的維護(hù),維修和大修(MRO)。
一旦初始部署完成,維斯塔斯將在其工廠內(nèi)推進(jìn)更加深入的數(shù)字化制造端到端流程。例如,在任何維斯塔斯風(fēng)電設(shè)備站點上,具有使用權(quán)限的個人更容易掃描零件代碼或在其企業(yè)管理系統(tǒng)中搜索零件,并將零件數(shù)字化信息自動發(fā)送到適配的本地3D打印設(shè)備進(jìn)行制造。制造平臺中的Blacksmith和Eiger Fleet軟件對用戶、3D打印機(jī)和零件檢測的集中控制將確保制造高質(zhì)量、高性能的工具與最終用途零件。
Source:3D科學(xué)谷