Роль станков с ЧПУ в зеленой энергетике

Энергетический сектор является источником жизненной силы современного общества, постоянно питая все наши устройства и промышленность. Следовательно, это постоянное, бдительное производство энергии требует всевозможного передового оборудования, от гидравлических клапанов для нефтяной и газовой промышленности до солнечных батарей и деталей ветряных турбин. ЧПУ сыграло решающую роль в создании этих сложных устройств.

Помимо аэрокосмической и автомобильной промышленности, производство энергии является одним из самых больших применений обработки с ЧПУ. Тем не менее, энергетическая отрасль находится на поворотном этапе, когда ей, возможно, придется освободить место для новых, более экологичных форм энергии наряду с традиционными источниками энергии или (что более радикально) отказаться от нефти и газа в пользу возобновляемых источников энергии. В конце концов, с 2007 по 2017 год сектор возобновляемых источников энергии ежегодно рос на 5 %, а число инициатив и растущая глобальная поддержка также увеличивались.

В целом, детали с ЧПУ и передовая обработка повысят качество и эффективность инструментов и деталей для производства электроэнергии. В этой статье будут рассмотрены некоторые из основных способов, которыми ЧПУ играет решающую роль в этом сдвиге.

Энергия ветра

Для производства энергии ветра требуются прочные и долговечные детали, способные выдерживать огромные нагрузки при сохранении точности. Производители должны производить точные лопасти, чтобы справляться с давлением ветра с минимальным износом. Обработка металла и углеродного волокна имеет решающее значение не только при производстве лопастей, но и таких деталей, как гигантские подшипники, регулирующие угол наклона. С помощью ЧПУ гигантские подшипники в механизме регулировки ветряной турбины могут быть изготовлены с точностью, обычно присущей более мелким деталям. Поскольку это массивные детали, подвижность которых серьезно влияет на их производительность, они (как и лопасти авиационного двигателя) должны быть очень точными.

Как правило, многоцелевые токарные станки используются для изготовления шестерен, корпусов редукторов и роторов. Учитывая размер средней ветряной турбины, для нее требуются большие, мощные машины, при этом около 90% производства зубчатых колес связано с резкой металла. В настоящее время преобладает зубофрезерование с использованием червячных или дисковых фрез. Точно так же сверлильные станки с ЧПУ часто используются для обработки отверстий в кожухотрубчатых теплообменниках для различных энергетических систем.

С ветряными турбинами и ветряными мельницами необходимы станки с ЧПУ, которые обрабатывают армированный углеродным волокном пластик или материалы из стекловолокна. Что касается материалов, то для лопастей ротора также могут использоваться стекловолокно с полым сердечником, алюминий и легкая древесина. Профиль лопастей большинства винтов очень похож на профиль лопастей самолетов, поэтому для этих машин требуется довольно высокая точность.

Солнечная энергия

Помимо самих солнечных панелей, существуют различные детали, требующие точного изготовления, такие как рамы, задние и несущие направляющие. Фрезерные и сверлильные станки идеально подходят для таких проектов, и многие компании продают свои станки с ЧПУ специально для производства деталей солнечных батарей. Даже большие линии по производству солнечных панелей включают несколько типов процессов с ЧПУ, таких как резка и сверление, но также требуют нескольких процессов без ЧПУ в сочетании с одновременной работой операторов.

Поскольку производственные линии могут быть массивными и безвкусными, такие компании, как Fanuc, предлагают универсальные роботы-манипуляторы, которые могут обрабатывать формы с большей гибкостью и экономией рабочего пространства. Точно так же такие компании, как Beam cut, предлагают программное обеспечение, специализирующееся на производстве солнечных панелей, которое упрощает процесс и требует для работы только одного человека. Это один из способов, с помощью которых ЧПУ освобождает пространство и рабочую силу.

Производители солнечных панелей очень часто используют токарные станки и кусачки для каркасов и корпусов. Станки для плазменной и волоконной лазерной резки часто специализируются на производстве солнечных панелей, при этом различные лазеры часто используются для разделения самих панелей. Точно так же такие компании, как Protolabs, используют сочетание обработки с ЧПУ и 3D-печати для производства солнечных панелей. Это указывает на то, что в солнечной энергетике может быть место для гибридного производства.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетические турбины и генераторы — это не просто массивные машины. Они также должны быть устойчивыми к давлению и повреждению водой и состоять из металлов, обладающих теми же качествами, часто с использованием деталей из углеродистой и нержавеющей стали. Компании по всему миру используют технологии ЧПУ для производства самых разных компонентов, от простых валов и втулок до корпусов гидротурбин, крыльчаток и крышек.

Это включает в себя обычную токарную обработку, линейное растачивание и фрезерование, но часто в массовом масштабе, в зависимости от потребностей завода. Для справки, компания Canyon Hydro в Северной Америке использует 7-осевой фрезерный станок с ЧПУ, способный изготавливать гидроэлектрические турбины Пелтона и Фрэнсиса диаметром до 16 футов и весом 25 тонн. Станок с ЧПУ исправляет незначительные (но потенциально важные) дефекты турбины. Это среди многих других машин в их производственном центре. В еще большем масштабе предприятие Voith Hydro в Йорке обрабатывает заготовки диаметром более 42 футов (12,80 м) и весом более 350 тонн (317,5 т).

Помимо турбин, фрезерование с ЧПУ и другие технологии обработки используются для разработки затворов плотин и гидроэлектростанций. В некоторых случаях рост количества различных станков с ЧПУ позволил производить такие детали на месте, а не привозить их с удаленного завода.

В целом мир зеленой энергетики получает огромную выгоду от обработки с ЧПУ и современных технологий. Мы только коснулись их возможностей, а уже есть так много приложений, преимуществ и вариантов использования.