프리폼 예열방식을 적용한 풍력터빈 블레이드 제조방법

전문가 제언

○ 풍력터빈 블레이드는 원통형상의 루트(root)로부터 날개 형상의 끝단(tip)방향으로 두께와 코드(chord) 길이가 점차 감소하는 구조이며 루트는 풍력터빈 허브에 체결된다. 블레이드의 루트와 숄더(shoulder)와 같이 높은 강성이 필요한 곳에는 수많은 유리섬유 레이어를 적층하여야 하고, 두꺼운 유리섬유 층은 수지주입과 경화 시간이 많이 소요된다.

 

○ 이 발명은 레이 업, 수지주입, 경화공정 등 블레이드 제조공정 시간을 최소로 줄이기 위해 유리섬유 프리폼(preform)을 별도로 제작하여 몰드에 적층하는 방법을 제안하고 있다. 이 발명에서는 프리폼을 별도로 예열한 후 몰드에 설치하고 수지를 주입하기 때문에 몰드에서 사이클 시간을 대폭 줄임으로써 제조 속도를 높이고 효율을 향상시킬 수 있다.

 

○ 프리폼 제조는 고성능 보강섬유의 높은 취성 때문에 직조 기계를 거치면서 생기는 섬유 손상을 최소로 줄이는 기술을 개발하여야 하며, 특히 프리폼의 두께에 제한을 받지 않고 생산 속도를 높일 수 있는 제조방법, 임의의 방향으로 섬유 배열을 할 수 있는 로봇 암을 이용한 섬유 배열과 직조 기술에 대한 연구가 필요하다

 

○ 미국은 20여 개의 업체에서 3차원 직조 프리폼을 공급하고 있고, 다양한 분야에 적용하기 위한 연구를 수행하고 있다. 일본은 국가 컨소시엄 사업으로 6년 동안 200억 원의 연구비를 투입하여 복합재 보강용 3차원 구조의 프리폼을 개발하고 있다. 최근 중국의 Bolong 사는 3D 스페이서(Spacer) 샌드위치 프리폼 및 3D 브레이드 프리폼을 생산하고 있다.

 

○ 국내에서는 S사가 독일의 Saertex사의 기술을 도입해 풍력 블레이드용 다축경편 프리폼을 제조하고 있다. 서울대는 3차원 브레이딩 기계로 3차원 프리폼을 개발하고, 재료연구소는 3D 직조 기술을 활용해 초고온용 탄소/탄소 복합재 프리폼을 개발하고 있다. 풍력터빈 블레이드의 제조 생산성을 향상시키기 위하여 프리폼 가열장치, 보온 레이어 및 가열 온도 유지 저장장치의 개발을 촉진할 필요가 있다.

 

저자

VESTAS WIND SYSTEMS A/S

자료유형

니즈특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

WO20150113571

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

~20

분석자

나*주

분석물

• 프리폼 예열방식을 적용한 풍력터빈 블레이드 제조방법.pdf [503,138 byte]

이미지변환중입니다.