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完美的表面使能量产生最大化

| 营销团队
MarSurf CM在工件上的移动测量

Mahr的移动式3D测量设备优化了风力发电机组的研磨过程

为了减少阻力和延迟侵蚀,转子叶片在制造完成后要进行喷漆。对GRP表面进行正确的打磨对于实现最佳的油漆附着力是至关重要的。这可以通过移动式三维粗糙度测量设备MarSurf CM移动 ,并最终也增加了气候友好型电力的生产,进行检查和优化。

弗劳恩霍夫IWES风力涡轮机在其生命周期内产生的能量是其生产、使用和处置所需能量的70倍。这使得这项技术不仅在生态上,而且在经济上也非常有趣。为了最大限度地提高能源产量,近年来,涡轮机的高度大大增加:仅转子叶片,其尖端的旋转速度就高达每小时300公里,现在长达120米,重达40吨。它们的性能在弗劳恩霍夫风能系统研究所(IWES)得到了测试。作为一个行业机构,弗劳恩霍夫国际能源研究所完全致力于风能和氢能技术的研究。在位于不来梅港的IWES BladeMaker演示中心,研发了用于转子叶片生产的制造技术和自动化解决方案。

复杂的研磨过程转子叶片主要由环氧树脂和玻璃纤维组成。为了消除凹凸不平的地方,并为随后的喷漆做准备,对原始部件进行手工打磨。这是因为GRP表面由于其材料的异质性和树脂中可能存在的空气夹杂物,可以有各种表面结构,这对涂层的附着力或表面有不利影响。在加工GRP时,也会出现不同的分离机制,这是由磨料颗粒对玻璃纤维的切割方向造成的,并取决于表面是否有小面积的纯树脂或纤维束暴露。"这可能导致不同的表面结构和增加磨料颗粒的磨损。这使得在转子叶片的整个表面上设置一致的表面质量非常耗时,"IWES的研究助理Sören Eden解释说。"我们对表面和相关的研磨过程必须看起来如何,以便油漆层在侵蚀条件下保持最佳状态"。到目前为止,这主要是利用磨料和涂料制造商的经验值来完成的。

对抗侵蚀的共焦测量技术

油漆层可以防止紫外线辐射,对空气动力学也很重要:光滑的表面有较小的空气阻力,所以底线是增加风量。为了确保最佳的表面预处理质量和相同水平的油漆附着力,弗劳恩霍夫IWES正在寻找一种测量系统,它可以可靠地绘制低微米范围内的表面拓扑结构和二维粗糙度特性--在喷漆之前和之后。"另一个方面是这样一个系统的移动性:毕竟,我们是在大型部件上工作,我们不可能把任何东西锯掉,然后把它带过去一会儿。测量设备必须被带到工件上,而不是反过来,"Eden解释说。由于部件的尺寸和异质的表面结构,触觉测量系统从一开始就被排除在外--只有3D系统才能实现完美的结构再现。Eden开始寻找一个合适的系统,并在测量技术制造商Mahr找到了他想要的东西。这家位于哥廷根的公司目前提供市场上唯一具有高分辨率的共焦移动设备。

现场试验测量

这位科学家邀请测量技术专业人员参加在不来梅港举行的IWES。在他的行李中:MarSurf CM移动的演示设备,Mahr的现场销售工程师Christopher Wallmann向IWES团队介绍了该设备,并在第一次约会中立即对转子叶片进行了测试测量。"这个设备在几分钟内就可以在现场使用。它只有8公斤重,而且相应地灵活,"Wallmann解释说。"由于集成了形状追踪功能,即使是对具有曲率半径的物体进行大面积测量,如转子叶片上的情况,也能实现精确测量。"该光学测量系统以共焦技术为基础,也适合在恶劣的生产环境中使用。许多测量设置可以在系统启动时使用模板功能加载;用户只需要加载用于测量的模板。然后,测量范围由所谓的范围搜索器自动设定。"在缝合过程中,单个图像被组合成一个整体图像,形状追踪功能支持快速测量,并同时计算出表面曲率,"测量专家解释说。典型的测量时间是五到十秒;测量结果直接传输到可自由定义的测量协议中。MarSurf CM移动 ,现在已经从2020年6月开始在不来梅港使用。它是Mahr光学组合的一部分,除了共焦设备外,还包括白光干涉仪和轮廓仪

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