CNC-Bearbeitung für die Energiewirtschaft:3 Dinge, die Sie wissen sollten

Der Energiebedarf der Menschen war vor der industriellen Revolution bescheiden. Zum Beispiel nutzten wir gerne die Energie der Sonne für Wärme, Pferde für den Transport, die Kraft des Windes, um um die Welt zu segeln, und Wasser, um einfache Maschinen anzutreiben, die Getreide mahlen. Alles änderte sich in den 1780er Jahren mit dem starken Wachstum von Dampfkraftwerken, von denen die meisten ihrer Komponenten mit Hochgeschwindigkeitsdrehmaschinen hergestellt wurden.

Aber als der Energiebedarf seit Beginn der schnellen Industrialisierung weiter zunahm, wurden Energiesysteme und -technologien immer ausgefeilter. Infolgedessen wurde es für Hersteller bis zum Aufkommen der CNC-Bearbeitungstechnologie im Jahr 1952 immer schwieriger, die Fertigungsanforderungen der Energiebranche zu erfüllen.

In diesem Artikel behandeln wir die CNC-Bearbeitung in der Energiewirtschaft. Wir stellen drei Dinge vor, die Sie über CNC-Maschinen und ihre Rolle im heutigen Energiesektor wissen müssen. Also fangen wir gleich an!

#1 CNC-Bearbeitung hilft bei der Herstellung von Wasserkraftturbinen und Generatorkomponenten

Wasserkraftturbinen und -generatoren sind massiv und bestehen aus Hunderttausenden von Komponenten. Diese Komponenten unterscheiden sich in Design und Größe, wobei einige Komponenten kleiner als Ihr Zeigefinger und andere größer als die Größe eines Autos sind. Unabhängig von den Größenunterschieden besteht eine der Hauptanforderungen darin, dass diese Komponenten genau und präzise bearbeitet werden, um eine nahtlose Montage zu gewährleisten.

CNC-Maschinen gehören zu den wichtigsten Bearbeitungstechnologien, die Produktdesigner in der Energiewirtschaft einsetzen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel verlässt sich Canyon Hydro (einer der führenden Hersteller von Pelton- und Francis-Wasserkraftturbinen) auf eine 7-Achsen-CNC-Fräsmaschine, um die meisten Komponenten herzustellen, aus denen ihre 36 Fuß langen und 25 Tonnen schweren Wasserkraftsysteme bestehen.

Der Grund für diese hohe Abhängigkeit von CNC-Maschinen ist nachvollziehbar. Erstens können CNC-Maschinen mit Toleranzen von nur 4 µm arbeiten, was so ziemlich die Toleranzgrenze ist, die Sie bei vielen Wasserkraftkomponenten und -teilen (wie einfachen Wellen, Laufrädern und Buchsen) finden würden. Zweitens eignen sich mehrachsige CNC-Maschinen besonders für die Herstellung extrem großer und komplexer Geometrien.

Die Anwendungen von CNC-Maschinen sind jedoch nicht auf die Branche der erneuerbaren Energien beschränkt.

#2 CNC-Bearbeitung hilft bei der Herstellung schwer zu bearbeitender Materialien in konventionellen Generatoren und Turbinen

Wie die Wasserkraftsysteme bestehen auch herkömmliche Turbinen und Generatoren, die zur Stromerzeugung auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, aus Tausenden von Komponenten. Im Gegensatz zu erneuerbaren Energiesystemen sind herkömmliche Generatorkomponenten jedoch extrem hohen thermischen Bedingungen von bis zu 2300 ° C ausgesetzt, was dazu führt, dass Ingenieure für diese Komponenten auf hochfeste und wärmebeständige Materialien angewiesen sind.

Für Produktdesigner ist es kein Problem, ein Material mit hoher Festigkeit und Wärmebeständigkeit zu finden. Die Herausforderung besteht vielmehr darin, ein geeignetes Herstellungsverfahren für diese Metalle zu finden. Beispielsweise weist ein hochfestes Material wie Titan und seine Legierungen eine schlechte (oder durchschnittliche) Bearbeitbarkeit auf und neigt beim Metallschneiden zum Rattern.

Aufgrund der Kompatibilität von CNC-Maschinen mit einer breiten Palette von Materialien verlassen sich Hersteller auf sie, um schwer zu bearbeitende Metalle herzustellen, die in herkömmlichen Generatoren und Turbinen zu finden sind. Zum Beispiel bearbeiten erfahrene Maschinisten Titan in der Regel CNC-bearbeitet mit empfohlenen Schnittgeschwindigkeiten von 59 m/min zum Schruppen und über 180 m/min zum Schlichten.

Erfahren Sie mehr über den Unterschied zwischen Vorschub und Schnittgeschwindigkeit.

#3 CNC-Bearbeitung trägt zur Forschung an Solar- und Windenergiesystemen bei

Solar- und Windenergiesysteme gewinnen weltweit langsam an Bedeutung und ersetzen herkömmliche Energiesysteme, die auf fossilen Brennstoffen beruhen und zum Klimawandel beitragen. Infolgedessen werden Forschungsstudien durchgeführt, um die Effizienz und Leistung dieser Systeme zu verbessern. Beispielsweise untersuchen einige Forscher die Energieeffizienz und Leistung neuartiger Rotorblattdesigns und Solarmodule.

Und wie Sie vielleicht erraten haben, gehören CNC-Maschinen zu den Technologien, die für das schnelle Prototyping der Rotorblätter und Solarmodule verwendet werden, die in den meisten dieser Forschungsstudien verwendet werden. Ein Hauptgrund für diese Präferenz ist die Leichtigkeit, Designs in der CNC-Bearbeitung zu modifizieren.

Bei der CNC-Bearbeitung müssen Sie nur die Abmessungen in Ihrer 3D-CAD-Software ändern, und ein CNC-Maschinist wird kein Problem haben, Ihre neuen Rotorblätter (oder Solarpanel-Designs) schnell herzustellen. Dies ist bei herkömmlichen Herstellungsverfahren wie dem Spritzgießen nicht der Fall, bei denen Sie mit der Neuerstellung von Formen ganz von vorne beginnen müssen.

(Verwandter Beitrag:Sollten Sie CNC für Rapid Prototyping verwenden? Die Vor- und Nachteile)

CNC-Bearbeitung für die Energiewirtschaft:Gensun kann helfen

Jetzt, da Sie die Rolle der CNC-Bearbeitung in der heutigen Energiebranche verstehen, stimmen Sie zu, dass die CNC-Bearbeitung seit der industriellen Revolution eine wesentliche Fertigungsmethode ist. Aber so sehr CNC-Maschinen die Bearbeitung von Energieteilen vereinfachen, hängt der Erfolg Ihres Projekts auch von der Maschinenwerkstatt ab, mit der Sie zusammenarbeiten.

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