Ветроэнеогетика – это круто и экологично, и неожиданной становится новость, что она тоже загрязняет окружающую среду и служит источником опасных и вредных отходов.
В современной ветроэнергетике стекловолокно часто используется для армирования лопастей турбин на основе композитов. Однако, несмотря на очевидные экологические преимущества использования ветра для производства энергии, отслужившие свой срок лопасти турбин обычно утилизируются на свалках или сжигаются, что приводит к образованию вредных выбросов или появлению избытка золы.
Инженерам из канадского Университета Макгилла и Университета Райерсона удалось превратить вредные отходы в новый прочный материал для 3d-печати.
Комбинация механического измельчения и пиролиза дала возможность переработать отслужившую свой срок лопасть ветряной турбины в тонкий волокнистый порошок.
Переработанные остатки лопасти не только показали более высокую прочность и жесткость по сравнению с первичным стекловолокном, но и после соединения с PLA (биоразлагаемым пластиком, популярным материалом для 3D принтеров) оказались способны создавать прочные армированные волокнами 3D-печатные детали.
В прошлом исследователи изучали механические, термические и химические стратегии переработки отходов лопастей турбин, но ни одна из них до сих пор не оказалась жизнеспособной. Несмотря на проблемы, которые по-прежнему препятствуют использованию переработанных волокон, канадская команда ожидает, что развитие турбинных технологий в течение следующих 30 лет приведет к значительному росту подобных отходов, а поскольку лопасти продолжают строиться неэкологично, по их словам необходима новая практика проектирования, чтобы превратить повторно используемые материалы в реальную коммерческую возможность.
По мнению исследователей, лучший способ улучшить как коммерческое обоснование, так и пригодность к печати переработанных деталей ветровых турбин - это объединить полученные волокна с PLA. Чтобы проверить свою гипотезу, команда измельчила часть секции большой лопасти в порошок, затем смешала его с расплавленными гранулами PLA в концентрации 5-10% и получила 1,75 мм филамент для 3D-печати. Из полученного материала было напечатано десять образцов на 3D-принтере Prusa i3Mk2S, а также еще по 10 образцов из пиролизированных волокон и обычного PLA.
Команда пришла к выводу, что их образцы продемонстрировали сравнительно высокую хрупкость из-за короткой длины волокон, и что при дальнейших исследованиях можно будет производить более длинноволокнистые материалы, способные «достичь свойств на растяжение армированных 3D-печатных образцов».
