Continuous Composites, Siemens Energy aplica materiales de alto rendimiento para generadores de energía

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, EE. UU.) Y Siemens Energy (Munich, Alemania), una escisión de la antigua división de gas y energía del Grupo Siemens, anunciaron la demostración exitosa de la tecnología de impresión 3D de fibra continua (CF3D) para Componentes del generador de Siemens Energy. A través de esta colaboración de varios años, las empresas desarrollaron un material de polímero reforzado con fibra de vidrio termoestable (GFRP), que introdujo un mejor rendimiento mecánico a temperaturas más altas, diseños optimizados de topología y dirección dinámica de fibra para orientar las fibras anisotrópicas en la dirección de carga para aplicaciones personalizadas.

“El despliegue de CF3D para fabricar componentes de generadores es un ejemplo en el que nuestra tecnología está interrumpiendo los procesos de fabricación actuales y reemplazando piezas metálicas con materiales compuestos de alto rendimiento”, dice Tyler Alvarado, director ejecutivo de Continuous Composites. “Nuestra colaboración con Siemens Energy demuestra nuestra capacidad para desarrollar y personalizar soluciones de materiales con estrictos requisitos de propiedades mecánicas que van mucho más allá del sector energético”.

Continuous Composites y el socio de materiales de la empresa, Arkema (Colonia, Alemania), a través de su negocio Sartomer, desarrollaron conjuntamente un CF3D de alta temperatura polímero termoestable, que permite la impresión de piezas grandes y complejas que no podrían fabricarse con las técnicas tradicionales de compuestos. Según Continuous Composites, el material alcanzó una temperatura de transición vítrea (T _g ) de 227 ° C y experimentó una pérdida mínima de resistencia a temperaturas superiores a la T _g . Además, los compuestos impresos con CF3D supuestamente demostraron fracciones de volumen de fibra (FVF) superiores al 50% con menos del 1,5% de contenido de huecos.

Según Continuous Composites, varios componentes del generador se fabrican actualmente mediante un proceso de fundición de metales que es caro y tiene largos plazos de entrega. Sin embargo, se dice que el desarrollo de estos nuevos materiales junto con el proceso CF3D excede los requisitos de temperatura del material de los generadores y otras aplicaciones de Siemens Energy. Los resultados de la demostración para el sector energético incluyen costos de fabricación que son cinco veces menores que los de los generadores tradicionales y un tiempo de entrega reducido de 8 a 10 meses a tres semanas. Además, se informa que hay $ 1 millón en ahorros de energía por tiempo de inactividad a largo plazo y una reducción significativa en el peso de las piezas y el desperdicio de material.

“El rendimiento mecánico superior de CF3D, combinado con la reducción significativa de costos y tiempo de entrega, llevó a nuestra selección de composites continuos”, dice el Dr. Joel Alfano, ingeniero principal de desarrollo de tecnología en Siemens Energy. “La oportunidad de reemplazar un componente generador metálico con materiales compuestos que aprovechan la AM es un gran avance para resolver las limitaciones que enfrentamos en la industria energética, y la tecnología CF3D lo está haciendo posible”.