O papel da usinagem CNC na indústria de energia verde

O setor de energia é a força vital da sociedade moderna, alimentando continuamente todos os nossos dispositivos e indústria. Consequentemente, essa produção constante e vigilante de energia requer todo tipo de equipamento avançado, desde válvulas hidráulicas para a indústria de petróleo e gás até células solares e peças para turbinas eólicas. O CNC foi crucial na criação desses dispositivos complexos.

Além da indústria aeroespacial e automotiva, a produção de energia é um dos maiores usos da usinagem CNC. No entanto, o setor de energia está em um ponto de virada em que pode ter que abrir espaço para formas mais novas e mais verdes de energia ao lado de fontes de energia convencionais ou (mais radicalmente) abandonar completamente o petróleo e o gás por fontes renováveis. Afinal, o setor de energias renováveis ​​cresceu 5% a cada ano de 2007 a 2017, com mais iniciativas e crescente apoio global também aumentando.

Em geral, peças CNC e usinagem avançada aumentarão a qualidade e eficiência das ferramentas e peças de geração de energia. Este artigo examinará algumas das principais maneiras pelas quais o CNC está desempenhando um papel crucial nessa mudança.

Energia Eólica

A produção de energia eólica requer peças duráveis ​​e duradouras que podem suportar um enorme estresse, mantendo a precisão. Os fabricantes precisam produzir lâminas precisas para lidar com a pressão do vento com o mínimo de desgaste. A usinagem de metal e fibra de carbono tem sido crucial não apenas na produção das lâminas, mas também em peças como os rolamentos gigantes que ajustam o ângulo. Com o uso do CNC, os rolamentos gigantes no mecanismo de ajuste de uma turbina eólica podem ser fabricados com precisão normalmente reservada para peças menores. Como estas são peças maciças cuja mobilidade afeta severamente seu desempenho, elas (assim como as lâminas dos motores dos aviões) precisam ser extremamente precisas.

Geralmente, os tornos multifuncionais são usados ​​para engrenagens, caixas de engrenagens e rotores. Considerando o tamanho de uma turbina eólica média, ela requer máquinas grandes e pesadas, com cerca de 90% da fabricação de engrenagens envolvendo corte de metal. Hoje em dia, isso é dominado pelo fresamento de engrenagens, usando uma fresa ou fresas de disco. Da mesma forma, as máquinas de perfuração CNC são frequentemente usadas para processar furos em trocadores de calor de casco de tubo para uma variedade de sistemas de energia.

Com turbinas eólicas e moinhos de vento, há necessidade de máquinas CNC que processam plásticos de fibra de carbono reforçados ou materiais de fibra de vidro. Em termos de materiais, fibra de vidro com núcleo oco, alumínio e madeiras leves também podem ser usadas para as pás do rotor. O perfil da pá da maioria das pás do rotor é bastante semelhante ao dos aviões, portanto, essas máquinas exigem bastante precisão.

Energia Solar

Além dos próprios painéis solares, existem várias peças que precisam de fabricação precisa, como quadros, trilhos traseiros e trilhos de suporte. Fresadoras e furadeiras são ideais para esses projetos e muitas empresas comercializam suas máquinas CNC especificamente para a produção de peças de painéis solares. Mesmo grandes linhas de produção de painéis solares incorporam vários tipos de processos CNC, como corte e perfuração, mas também exigem vários processos não CNC em conjunto com operadores trabalhando simultaneamente.

Como as linhas de produção podem ser enormes e vistosas, empresas como a Fanuc oferecem braços robóticos versáteis que podem lidar com formas com mais flexibilidade e economia de espaço de trabalho. Da mesma forma, empresas como a Beam cut estão oferecendo software especializado na fabricação de painéis solares que simplificam o processo e exigem apenas uma única pessoa para operar. Esta é uma das maneiras em que o CNC está liberando espaço e utilização de mão de obra.

Os fabricantes de painéis solares costumam usar centros de torneamento e cortadores de fio para estruturas e carcaças. As máquinas de corte a laser de plasma e fibra geralmente se especializam na fabricação de painéis solares, com vários lasers sendo usados ​​para dividir os próprios painéis. Da mesma forma, empresas como a Protolabs incorporam uma mistura de usinagem CNC e impressão 3D para produzir painéis solares. Isso indica que pode haver espaço para fabricação híbrida na indústria de energia solar.

Energia Hídrica

Turbinas e geradores hidrelétricos não são apenas máquinas enormes. Eles também precisam ser duráveis ​​contra danos causados ​​por pressão e água e compostos de metais que possuam essas mesmas qualidades, muitas vezes utilizando peças de carbono e aço inoxidável. Empresas de todo o mundo usam tecnologias CNC para produzir todos os tipos de componentes, desde eixos e buchas simples até carcaças de turbinas hidráulicas, rotores e tampas.

Envolve o torneamento usual, mandrilamento de linha e fresamento, mas geralmente em grande escala, dependendo das necessidades da planta. Para referência, a Canyon Hydro na América do Norte usa uma fresadora CNC de 7 eixos capaz de fabricar turbinas hidrelétricas Pelton e Francis de até 16 pés de diâmetro e pesando 25 toneladas. A máquina CNC corrige pequenas (mas potencialmente impactantes) imperfeições na turbina. Esta é uma das muitas outras máquinas em seu centro de fabricação. Em uma escala ainda maior, as instalações da Voith Hydro em York usinam peças que podem ter mais de 12,80 m de diâmetro e pesar mais de 350 toneladas (317,5 t).

Além das turbinas, a fresagem CNC e outras tecnologias de usinagem são usadas para desenvolver as comportas de barragens e usinas hidrelétricas. Em alguns casos, o crescimento de várias máquinas CNC permitiu que a produção dessas peças acontecesse no local, em vez de serem trazidas de uma fábrica distante.

No geral, o mundo da energia verde está se beneficiando imensamente da usinagem CNC e das tecnologias modernas. Acabamos de arranhar a superfície de seus recursos, mas já existem muitos aplicativos, vantagens e casos de uso.