높은 목표 달성

로터 블레이드 생산에서 도징 기술에 대한 새로운 도전 과제

DOPAG는 풍력 터빈 로터 블레이드 생산에 사용되는 도징 기술 분야의 개발을 선도하는 기업 중 하나입니다. 풍력 터빈 기술이 발전함에 따라 도징 및 혼합 시스템에 대한 요구도 증가하고 있습니다.

풍력 터빈의 설계와 건설은 그 어느 때보다 극한 상황의 영향을 많이 받고 있습니다. 한편으로 풍력 터빈은 어떤 날씨에도 견딜 수 있어야 합니다. 로터 블레이드의 끝부분은 최대 400km/h의 풍속을 맞닥뜨릴 수 있고, 앞쪽 가장자리는 우박이나 새의 충돌, 심지어 빗방울에 의해 심각한 손상을 입을 위험에 처할 수 있습니다. 반면에 이러한 시스템의 한계는 계속해서 새로운 극한으로 밀려나고 있습니다. 현재 약 107미터 길이의 로터 블레이드가 설계되고 있으며, 그 결과 로터 직경은 200미터를 훨씬 초과할 것입니다. 시트 크기가 지속적으로 증가함에 따라 높은 주변 속도를 유지하려면 날개 앞쪽 가장자리를 특히 잘 보호해야 합니다. 이러한 보호 기능이 없다면 20년 이상의 로터 블레이드 수명을 달성할 수 없을 뿐만 아니라 발전소 가동을 유지하는 데 필요한 높은 수준의 유지보수를 줄일 수 없습니다.

당연히 이 모든 것이 이러한 시스템을 제조하는 데 어려움을 줍니다. 이는 부분적으로는 로터 블레이드 부품이 여전히 수동으로 생산되고 있기 때문입니다. 프로세스를 자동화하려는 경향이 있었지만 아직 실행에 옮겨지지는 않았습니다. 따라서 업계가 지금까지 해온 것처럼 생산 공정을 표준화하는 것이 더욱 중요합니다. 그래야만 효율적인 생산에 도달하고 부품의 일관된 높은 품질을 보장할 수 있습니다. 이는 특히 투자 집약적인 블레이드 형상의 금형 사이클 시간 단축과 관련이 있으며, 따라서 경화 단계 이후의 블레이드 본딩뿐만 아니라 주입 공정도 더욱 효율적으로 이루어져야 합니다.

재료의 양은 꾸준히 증가하고

있으며, 특히 도징 기술 분야에서는 최고의 정밀도, 신뢰성 및 재현성을 동시에 제공할 수 있는 솔루션에 대한 요구가 높아지고 있습니다. 각 용도에 따라 에폭시 및 폴리우레탄 수지와 같은 2액형 재료는 소량 및 대량으로 지속적으로 처리되고 있습니다. 예를 들어, 로터 블레이드 접착에 사용되는 접착 수지의 양에 대한 요구 사항은 계량 시스템당 300리터 이상으로 크게 증가했습니다. DOPAG는 도징 및 혼합 시스템을 설계할 때 이러한 요구 사항을 고려합니다. 이 생산업체의 포괄적인 포트폴리오는 모든 애플리케이션을 위한 턴키 솔루션을 제공합니다. 도징 시스템 엘도믹스는 에폭시 및 폴리우레탄 기반의 저점도 및 중간 점도의 2액형 재료를 처리하므로 로터 블레이드 생산의 다양한 응용 분야에 이상적인 옵션입니다. 예를 들어 로터 블레이드 팁을 효과적으로 보호하기 위한 LEP(Leading Edge Protection)를 들 수 있습니다. 이 공정에는 엘도믹스를 계량하고 2액형 폴리우레탄을 혼합한 다음 리딩 엣지에 수동으로 도포하는 과정이 포함됩니다.

대량 주입 레진 도징

로터 블레이드의 내부 구조에만 2,000kg 이상의 에폭시 수지를 계량, 혼합 및 주입해야 하는 엄청난 작업을 위해 DOPAG는 도징 시스템 컴믹스를 설계했습니다. 이 시스템은 분당 최대 60리터의 에폭시 수지를 처리할 수 있으며 주입 정확도를 최대 +/- 1%로 유지합니다. 주입 과정에서 반제품 섬유 제품과 샌드위치 구조물이 개방형 금형에 투입되고 진공 발생 장비가 준비됩니다. 그런 다음 주입 호스와 밸브를 통해 수지를 도포합니다.

대량의 접착제 처리

OPAG 글루믹스는 로터 블레이드 생산에서 대량의 접착제를 처리하기 위해 특별히 설계된 기어 도징 시스템입니다. 현재 표준 크기(55~70미터)의 로터 블레이드를 접착할 경우 각 블레이드에 600kg 이상의 접착제가 필요합니다. 최신 세대의 블레이드에서는 그 양이 훨씬 더 증가하여 블레이드당 약 1,000kg까지 증가합니다. 부품의 크기가 더 크고 접착제의 양이 더 많은 경우에는 드럼 교체 없이 700kg 이상의 레진 혼합물을 생산할 수 있는 도징 시스템을 사용할 수 있습니다. 재료는 리필 스테이션에서 도징 시스템의 영구 용기에 공기 없이 리필됩니다. 잔여 재료의 배럴을 비우면 공정의 지속 가능성이 높아져 귀중한 재료와 비용을 절감할 수 있습니다.

고품질 표면 보호

로로터 블레이드의 지속적인 안정성과 효율성을 보장하기 위해 전체 표면을 고품질 젤 또는 탑코트로 처리합니다. 이 층은 복합재에 도포되거나 금형 내 젤 코팅으로 금형에 직접 도입됩니다. DOPAG 젤코믹스는 이러한 용도를 염두에 두고 정밀하게 설계된 도징 시스템입니다. 일반적으로 폴리우레탄인 2액형 재료는 수동으로 도포하기 전에 젤코믹스 시스템에 의해 효율적으로 준비됩니다.

결론

일반적으로 복합재 산업은 수년 동안 꾸준히 성장해 왔습니다. 풍력 터빈 제조에 사용되는 섬유 강화 플라스틱으로 만든 부품은 다른 많은 산업에서 수요가 많습니다. 혁신 속도는 매우 높으며, 이는 더 큰 치수를 목표로 설계되는 로터 블레이드 생산의 경우에도 마찬가지입니다. 이러한 추세에 따라 도징 기술은 앞으로 더욱 견고한 솔루션을 제공해야 할 것입니다. 계량 및 혼합 시스템은 증가하는 재료의 양을 안정적으로 처리하고 생산 공정의 표준화에 기여할 수 있어야 합니다. 경쟁력을 유지하고자 하는 모든 기업은 이러한 발전에 발맞춰 그에 상응하는 솔루션을 시장에 제공해야 합니다.