Compósitos contínuos, Siemens Energy aplica materiais de alto desempenho para geradores de energia

A Contínua Composites (Coeur d'Alene, Idaho, EUA) e a Siemens Energy (Munique, Alemanha), um spin-off da antiga divisão de Gás e Energia do Grupo Siemens, anunciaram a demonstração bem-sucedida da tecnologia de Impressão 3D em Fibra Contínua (CF3D) para Componentes do gerador da Siemens Energy. Por meio dessa colaboração de vários anos, as empresas desenvolveram um material de polímero reforçado com fibra de vidro termofixo (GFRP), apresentando melhor desempenho mecânico em temperaturas mais altas, projetos otimizados de topologia e direção de fibra dinâmica para orientar as fibras anisotrópicas na direção de carga para aplicações personalizadas.

“A implantação do CF3D para a fabricação de componentes de geradores é um exemplo em que nossa tecnologia está interrompendo os processos de fabricação atuais e substituindo peças metálicas por materiais compostos de alto desempenho”, disse Tyler Alvarado, CEO da Continuous Composites. “Nossa colaboração com a Siemens Energy demonstra nossa capacidade de desenvolver e personalizar soluções de materiais com rigorosos requisitos de propriedade mecânica que vão muito além do setor de energia.”

A Contínua Compósitos e o parceiro de materiais da empresa, Arkema (Colônia, Alemanha), por meio de sua Sartomer Business, desenvolveram em conjunto um CF3D de alta temperatura polímero termofixo, permitindo a impressão de peças grandes e complexas que não poderiam ser fabricadas com as técnicas tradicionais de compósitos. De acordo com Continuous Composites, o material atingiu uma temperatura de transição vítrea (T _g ) de 227 ° C e experimentou perda de resistência mínima em temperaturas acima do T _g . Além disso, os compósitos impressos com CF3D relataram que demonstraram frações de volume de fibra (FVF) maiores que 50% com menos de 1,5% de conteúdo vazio.

De acordo com a Contínua Composites, vários componentes do gerador são atualmente fabricados usando um processo de fundição de metal que é caro e tem longos prazos de entrega. O desenvolvimento desses novos materiais emparelhado com o processo CF3D, no entanto, é dito que excede os requisitos de temperatura do material de geradores e outras aplicações de energia da Siemens. Os resultados da demonstração para o setor de energia incluem custos de fabricação cinco vezes menores do que os geradores tradicionais e menor tempo de espera de 8 a 10 meses para três semanas. Além disso, é relatado que há US $ 1 milhão em economia de energia em tempo de inatividade de longo prazo e uma redução significativa no peso da peça e desperdício de material.

“O desempenho mecânico superior do CF3D, combinado com a redução significativa de custo e lead time, levou à nossa seleção de Compósitos Contínuos”, disse o Dr. Joel Alfano, engenheiro de desenvolvimento de tecnologia principal da Siemens Energy. “A oportunidade de substituir um componente gerador metálico por materiais compostos aproveitando AM é um avanço poderoso para resolver as restrições que enfrentamos na indústria de energia, e a tecnologia CF3D está tornando isso possível.”