Znaczenie obróbki CNC w rozwoju energetyki odnawialnej

Nowe wyzwania dla obróbki CNC

Sektor energetyczny jest fundamentem nowoczesnego społeczeństwa, wytwarza energię konieczną do zasilania wszystkich urządzeń usprawniających nam życie. W związku z tym stała, niezakłócona produkcja energii wymaga różnego rodzaju zaawansowanych urządzeń, począwszy od zaworów hydraulicznych dla przemysłu naftowego i gazowego poprzez ogniwa słoneczne aż po części turbin wiatrowych. Obróbka CNC ma kluczowe znaczenie w tworzeniu tych skomplikowanych urządzeń.

Poza przemysłem lotniczym i motoryzacyjnym, produkcja energii jest jednym z głównych zastosowań obróbki CNC. Aktualnie w branży energetycznej obserwujemy punkt zwrotny, w którym poszukuje się miejsca dla nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska sposobów pozyskiwania energii. Planuje się redukcję lub wręcz zupełną rezygnację z wykorzystania ropy naftowej i gazu na rzecz odnawialnych źródeł energii.

Stawia to zupełnie nowe wyzwania dla firm specjalizujących się w precyzyjnej obróbce CNC. Otwierają się bowiem nowe pola zastosowań dla produkowanych części. W tym artykule postaramy się przyjrzeć w jaki sposób zaawansowana obróbka CNC odgrywa rolę w transformacji energetycznej na rzecz odnawialnych źródeł.

Energia słoneczna

Produkcja energii słonecznej opiera się na wykorzystaniu paneli fotowoltaicznych. Są to cienkie krzemowe dyski, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Dyski te działają jako źródła energii do szerokiego zakresu zastosowań, w tym: kalkulatory i inne małe urządzenia; telekomunikacja; panele dachowe na poszczególnych domach; oraz do oświetlenia, pompowania i chłodzenia medycznego dla wiosek w krajach rozwijających się. Ogniwa słoneczne w postaci dużych układów są wykorzystywane do zasilania satelitów, a w rzadkich przypadkach do dostarczania energii elektrycznej do elektrowni.

Do ich wytwarzania bardzo często stosowane są centra frezarskie CNC oraz drążarki elektroerozyjne zwłaszcza w przypadku obróbki ram oraz obudów. Maszyny do cięcia plazmowego lub laserowego są wykorzystywane do dzielenia paneli na odpowiednie fragmenty a także w procesie przygotowania materiału wsadowego do innych procesów.

Elementy konstrukcyjne

Oprócz samych paneli słonecznych, w gotowym produkcie występuje szereg innych części, które wymagają precyzyjnej obróbki. Są to między innymi ramy oraz profile wsporcze. W tym przypadku idealnie sprawdzają się frezarki CNC, które pozwalają na bardzo precyzyjne wykonanie kieszeni oraz otworów w odpowiednich odległościach koniecznych do prawidłowego zmontowania całego produktu.

Duże linie produkcyjne wytwarzające panele słoneczne stosują wiele typów procesów CNC, takich jak frezowanie, cięcie i wiercenie w połączeniu z operacjami wykonywanymi manualnie.

W związku z tym, że zapotrzebowanie na panele słoneczne jest coraz większe, najwięksi producenci wypierają operacje manualne na rzecz robotyzacji i automatyzacji całego procesu. Technologia obróbki CNC jest w tym przypadku idealnie dopasowana do tego trendu dlatego, że tam też komputer steruje całym procesem.

Energia wodna

Energia wodna to energia elektryczna pochodząca ze spadającej wody. Ruch wody obraca łopatki turbiny, która jest podłączona do generatora. Generator przekształca energię mechaniczną w elektryczność.

Turbiny wodne

Aby produkcja energii w ten sposób była możliwa konieczne są ogromne maszyny nazywane turbinami. Muszą one być wytrzymałe na wysokie ciśnienia i odporne na uszkodzenia podczas pracy w bardzo wymagających warunkach. Z tego powodu produkuje się je ze specjalnych stopów metali.

W procesie produkcji turbin wodnych zastosowanie znajdują wieloosiowe centra frezarskie CNC. Stosowane są one do frezowania odlewów ze stali nierdzewnej i pozwalają na uzyskanie precyzyjnej geometrii turbiny. To są z reguły bardzo wymagające procesy obróbki ze względu na gabaryty części obrabianej. Przykładowa turbina wodna potrafi ważyć 25 ton.

Obróbka tokarska

Poza frezarkami, w produkcji komponentów dla energetyki wodnej szerokie zastosowanie znajdują również centra tokarskie. Powszechnie są one wykorzystywane podczas produkowania wszelkiego typu wałów oraz tulei. Obrabiarki wielozadaniowe natomiast doskonale sprawdzają się w produkcji części typu korpus lub pokrywa, gdzie konieczne jest uzyskanie precyzyjnych wymiarów w wielu płaszczyznach.

Energia wiatrowa

Energetyka wiatrowa jest jedną z najszybciej rozwijających się technologii energii odnawialnej. Wiatr jest czystym, bezpłatnym i łatwo dostępnym odnawialnym źródłem energii. Każdego dnia na całym świecie turbiny wiatrowe przechwytują energię wiatru i przekształcają go w energię elektryczną. To źródło wytwarzania energii odgrywa coraz ważniejszą rolę w sposobie zasilania naszego świata.

Obróbka wielkogabarytowa

Produkcja energii z wiatru wymaga odpornych i trwałych części, które będą w stanie wytrzymywać ogromne obciążenia przy zachowaniu dokładności wymiarowej. Producenci są zmuszeni wytwarzać łopaty wirników zdolne przyjmować ciśnienie wiatru przy minimalnym zużyciu i odkształceniach wymiarowych. Zdolność do zaawansowanej obróbki metalu i włókna węglowego okazuje się kluczowa nie tylko w produkcji łopat ale także części takich jak gigantyczne łożyska służące do nastawiania kąta wiatraka. Dzięki wykorzystaniu obróbki CNC ogromne łożyska w mechanizmie nastawczym turbiny wiatrowej mogą być wykonane z precyzją normalnie zarezerwowaną dla dużo mniejszych części. Ta precyzja jest konieczna głównie ze względu na fakt, że w energetyce wiatrowej kluczowe są małe opory ruchu poszczególnych części względem siebie.

Wielozadaniowe centra tokarskie są wykorzystywane w produkcji kół zębatych, korpusów przekładni oraz wirników. Biorąc pod uwagę rozmiary przeciętnej turbiny wiatrowej, wymaga to dużych, ciężkich obrabiarek, których udźwig nierzadko przekracza wiele ton.

Wymagające materiały

Specjalne wyzwanie dla obróbki CNC w energetyce wiatrowej stanowi wykorzystanie nietypowych materiałów do produkcji niektórych komponentów. Chodzi tutaj głównie o tworzywa w rodzaju włókien szklanych i węglowych oraz różnego rodzaju materiałów kompozytowych. Aby możliwe było sprawne i wydajne ich obrabianie konieczne jest zastosowanie dedykowanych narzędzi oraz obrabiarek. Jedynie wyspecjalizowane firmy są obecnie w stanie poradzić sobie z wydajna obróbkę tego rodzaju komponentów.

Podsumowanie

Obecnie trwający dynamiczny rozwój energetyki ze źródeł odnawialnych nie byłby możliwy bez udziału nowoczesnych technologii wytwarzania takich obróbka CNC. Zaawansowane możliwości jakie daje frezowanie oraz toczenie pozwalają na nieustanne przesuwanie granic możliwości i wydajności produkowanych urządzeń. Na tym polu firmy takie jak SABNER, specjalizujące się w precyzyjnej obróbce na maszynach CNC mają swój istotny udział w procesie rozwoju nowych technologii.