Einführung
Der Energiesektor, der kontinuierlich unsere gesamte Technologie und Industrie antreibt, ist für die moderne Zivilisation von entscheidender Bedeutung. Um kontinuierlich und effizient Energie zu erzeugen, ist eine Vielzahl modernster Maschinen erforderlich, beispielsweise Hydraulikventile für den Öl- und Gassektor, Solarzellen und Komponenten für Windkraftanlagen. Die Entwicklung dieser hochentwickelten Geräte erfordert den Einsatz von CNC.
Eine der Hauptanwendungen für die CNC-Bearbeitung außerhalb der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie ist die Energieindustrie. Der Energiesektor befindet sich jedoch an einem Scheideweg, an dem er möglicherweise sauberere, modernere Energiequellen neben traditionellen Energiequellen anbieten oder (noch extremer) vollständig auf fossile Brennstoffe zugunsten erneuerbarer Energien verzichten muss. Von 2007 bis 2017 wuchs die Branche der erneuerbaren Energien jährlich um 5 %, unterstützt durch eine Zunahme der Projekte und eine Ausweitung der Unterstützung auf weltweiter Ebene.
Die Qualität und Effektivität der bei der Stromerzeugung verwendeten Werkzeuge und Teile wird im Allgemeinen durch den Einsatz von OEM-CNC-Teilen und anspruchsvoller Bearbeitung verbessert
Rollen der CNC-Bearbeitung in bestimmten Sektoren der erneuerbaren Energien
Der Markt für grüne Energie wächst jetzt. Grüne Energiequellen wie Wind, Sonne und Wasserkraft erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Darüber hinaus sind die meisten dieser Komponenten das Ergebnis der OEM-Teile-CNC-Bearbeitungstechnologie. Für die im Bereich der erneuerbaren Energien eingesetzten Geräte und ODM-CNC-Frästeile sind höchste Genauigkeit und höchste Präzision erforderlich.
Sie sind in der Lage, härter zu arbeiten und dadurch die besten Ergebnisse zu erzielen.
erzeugten
Die bekannteste erneuerbare Energiequelle, die jemals gefunden wurde, ist möglicherweise Solarstrom.
Von außen wirken die Systeme und Gadgets eher einfach, doch sie bieten einige wesentliche Vorteile. Damit das Solarpanel effektiv arbeitet und mehr Strom absorbiert, sind äußerst präzise Komponenten erforderlich. Das ist jedoch nicht der einzige Faktor. Darüber hinaus sorgt die CNC-Bearbeitung für ein hohes Maß an Präzision bei der Herstellung der Rücken- und Trägerschienen sowie der Rahmen.
Bohr- und Fräsmaschinen eignen sich gut für solche Arbeiten, und mehrere Unternehmen bewerben ihre CNC-Ausrüstung als besonders nützlich für die Herstellung von Solarmodulkomponenten. Sogar große Produktionslinien für Solarmodule umfassen eine Vielzahl von Nicht-CNC-Verfahren und zahlreiche gleichzeitig arbeitende Bediener. Zu diesen Nicht-CNC-Operationen gehören Schneiden und Bohren.
Darüber hinaus sind Plasma- und Faserlaserschneidanlagen häufig auf die Herstellung von Solarmodulen spezialisiert, wobei für den eigentlichen Teilungsprozess der Module unterschiedliche Laser eingesetzt werden. Ähnlich stellen andere Unternehmen Solarmodule mithilfe einer Kombination aus CNC-Bearbeitung und 3D-Druck her. Dies deutet darauf hin, dass die Entwicklung von Hybridprodukten im Solarenergiesektor Raum haben könnte.
Windkraft
Die Windenergieerzeugung benötigt robuste und langlebige Komponenten, die extremen Belastungen standhalten, ohne an Präzision zu verlieren. Um den Winddruck mit möglichst geringem Verschleiß zu bewältigen, müssen Hersteller Präzisionsblätter herstellen. Die Herstellung von Komponenten wie den riesigen Lagern, die den Winkel steuern, sowie die Herstellung der Blätter basieren stark auf der Metall- und Kohlefaserbearbeitung. CNC ermöglicht die Herstellung großer Lager mit der gleichen Präzision wie kleinere Teile, wie z solche, die im Verstellmechanismus von Windkraftanlagen verwendet werden. Ähnlich wie die Rotorblätter von Flugzeugtriebwerken müssen diese großen Teile äußerst präzise sein, da die Mobilität einen großen Einfluss darauf hat, wie gut sie funktionieren.
Im Allgemeinen werden Rotoren, Getriebegehäuse und andere Komponenten auf Mehrzweckdrehmaschinen gedreht. Angesichts der Größe einer typischen Windkraftanlage ist der Einsatz großer, leistungsstarker Maschinen erforderlich, wobei die Metallzerspanung etwa 90 % der Zahnradproduktion ausmacht. Dabei dominiert heute das Verzahnungsfräsen mittels Wälzfräser oder Scheibenfräser. Ähnlich wie bei der häufigen Bearbeitung von Löchern in Rohrbündelwärmetauschern für verschiedene Energiesysteme werden bei diesem Verfahren CNC-Bohrmaschinen eingesetzt.
Für Windkraftanlagen und Windmühlen sind CNC-Maschinen erforderlich, die verstärkte Kohlefaserkunststoffe oder Glasfasermaterialien herstellen. Die Rotorblätter können auch aus Leichtholz, Aluminium oder Glasfaser mit Hohlkern bestehen. Die meisten Rotorblattprofile ähneln denen von Flugzeugen; Daher erfordern diese Geräte ein extrem hohes Maß an Präzision.
Wasserkraft
Die in der Wasserkraft eingesetzten Turbinen und Generatoren sind nicht nur riesige Maschinen. Sie müssen außerdem druck- und wasserbeständig sein und aus Materialien bestehen, die diese Eigenschaften aufweisen, wobei häufig Kohlenstoff- und Edelstahlkomponenten zum Einsatz kommen. CNC-Technologien werden von Unternehmen jeder Größe verwendet, um eine Vielzahl von OEM-CNC-Teilen herzustellen, von einfachen Wellen und Buchsen bis hin zu Gehäusen, Laufrädern und Abdeckungen für Wasserturbinen.
Je nach Anforderungen der Anlage sind häufig Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten im großen Maßstab erforderlich. Zum Vergleich: Canyon Hydro in Nordamerika verwendet eine 7-achsige CNC-Fräsmaschine, die Pelton- und Francis-Wasserkraftturbinen mit einem Durchmesser von bis zu 16 Fuß und einem Gewicht von 25 Tonnen herstellen kann. Kleinere, aber möglicherweise schädliche Mängel an der Turbine werden mithilfe der CNC-Maschine behoben. Dies ist eine von mehreren Maschinen in ihrer Produktionsstätte. Das noch größere Werk von Voith Hydro in York fertigt Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 42 Fuß (12.80 m) und einem Gewicht von 350 Tonnen (317.5 t).
Neben Turbinen kommen bei der Entwicklung von Staudamm- und Wasserkraftwerktoren auch CNC-Fräsen und andere Bearbeitungstechniken zum Einsatz. In bestimmten Fällen hat die Entwicklung verschiedener CNC-Maschinen es ermöglicht, diese OEM-CNC-Bearbeitungsteile vor Ort zu produzieren, anstatt sie von einem entfernten Hersteller einschicken zu lassen.
Warum wird CNC-Bearbeitung für grüne Energie genutzt?
Im Folgenden sind einige Gründe aufgeführt, warum die CNC-Bearbeitung eine bevorzugte Methode zur Herstellung von Komponenten für erneuerbare Energiequellen ist:
- Verarbeitung auf höchstem Niveau.
- weitverbreitete Produktion
- Es könnten große Portionen vorhanden sein.
- Die Produktion vor Ort ist einfach.
- wirklich genau und zuverlässig.
Ähnlich wie viele maschinell hergestellte Teile müssen die für die Energiewirtschaft benötigten Komponenten von höchster Qualität und ordnungsgemäß konstruiert sein, um starken Kräften, erheblichen Temperaturschwankungen und Korrosion standzuhalten. Die Branche der erneuerbaren Energien setzt CNC-Bearbeitung so weit wie möglich ein, da die Komponenten schnell und präzise hergestellt werden können, und die Branche der grünen Energie profitiert stark von der CNC-Bearbeitung und der modernen Technologie.
Nachhaltigkeit durch CNC-Bearbeitung
Der aktuelle Zustand des globalen Energiemarktes verdeutlicht die Notwendigkeit, die Widerstandsfähigkeit der wirtschaftlichen Entwicklung zu stärken. Um die Pandemie zu bekämpfen, einen Anstieg der Kohlenstoffemissionen zu verhindern, die Wirtschaft anzukurbeln und gleichzeitig den Grundstein für eine sicherere und nachhaltigere Energiezukunft zu legen, empfahl die EIA den Regierungen, saubere Energie als Grundlage ihrer wirtschaftlichen Hilfspläne einzusetzen. Die Fähigkeit von CNC-Maschinen, durchgängig hochwertige OEM-Frästeile herzustellen, ist heute mehr denn je gefragt.
Effizienzsteigerung ist nur einer der zahlreichen Vorteile von CNC-Maschinen. Es wird von umweltbewussten Unternehmen genutzt, um ihren CO2-Ausstoß erheblich zu reduzieren. Eine finnische Studie, die mehrere Möglichkeiten entdeckte, wie CNC-Bearbeitung Emissionen reduziert, wurde in einer Veröffentlichung von Science Direct zusammengefasst. Durch die CNC-Bearbeitung wird der Transport minimiert, was einer der Hauptgründe für die Reduzierung von Emissionen ist, aber auch den verschwenderischen Materialverbrauch und die Schnittzeit reduziert. Indem Maschinen länger als nötig laufen gelassen werden oder viel Müll entsorgt wird, gelangt weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre.
Die Erstellung von Prototypenkomponenten mithilfe von CNC-Maschinen basiert derzeit auf CAD-Dateien (Computer-Aided Design). Diese OEM-CNC-Teile sind unglaublich hochentwickelt und hochautomatisiert, da jeder Schritt des Vorgangs computergesteuert ist. Alte Industriemaschinen wie Oberfräsen, Bohrmaschinen und Drehmaschinen werden von speziellen Computerprogrammen bedient, die die CNC-Bearbeitung hervorheben und ein so hohes Maß an Kontrolle ermöglichen. Es wird in vielen Branchen eingesetzt, da es den gesamten Produktionsprozess rationalisiert.
„In den letzten Jahren hat es bei CNC-Produkten mehrere Änderungen gegeben. Experten für ökologisches Leben sollten sich der zahlreichen Entwicklungen im CNC-Sektor bewusst sein.
Ist die CNC-Bearbeitung umweltschädlich?
CNC-Bearbeitung wird in vielen hochindustrialisierten Ländern zur Herstellung von OEM-Bearbeitungsteilen für den Export und den Heimgebrauch eingesetzt. Obwohl das BIP steigt, geben die Auswirkungen der Kohlenstoffemissionen dieser Betriebe weiterhin Anlass zur Sorge.
Unternehmer messen Erfolg häufig anhand des Umsatzes. Wenn ein Unternehmen ständig wächst, läuft es gut. Das klingt vernünftig, ist es aber nicht immer.
In vielen Fällen ist das Wachstum des Unternehmens um jeden Preis nicht die beste Option. Diese Methode birgt erhebliche finanzielle Risiken, ganz zu schweigen von der Gefahr einer Umweltkatastrophe.
Es ist möglich, die Auswirkungen der CNC-Bearbeitung auf die Umwelt zu reduzieren, indem leichtere Maschinenversionen anstelle von Gusseisenmaschinen eingesetzt werden.
Fazit
Wir befinden uns in einer Zeit, in der die Entwicklung grüner Energiekomponenten, die weniger schädlich für die Umwelt sind, von entscheidender Bedeutung ist. Konventionelle Energieerzeugungsmethoden können sicherere und umweltfreundlichere Komponenten nutzen. Durch die CNC-Bearbeitung entstehen Teile für grüne Energie, die effektiver und qualitativ hochwertiger sind. Bei sachgemäßer Verwendung und modernster Ausrüstung kann die CNC-Bearbeitung Unternehmensprozesse erheblich verbessern und grüne Energiekomponenten für die Erzeugung nachhaltiger Energie bereitstellen.
