Introduzione
Il settore energetico, che alimenta continuamente tutta la nostra tecnologia e industria, è vitale per la civiltà contemporanea. Per produrre energia in modo continuativo e diligente sono necessari numerosi macchinari all’avanguardia, come valvole idrauliche per il settore petrolifero e del gas, celle solari e componenti di turbine eoliche. Lo sviluppo di questi sofisticati gadget richiede l'uso del CNC.
Una delle principali applicazioni della lavorazione CNC, al di fuori del settore aerospaziale e automobilistico, è l'industria energetica. Il settore energetico, tuttavia, si trova a un bivio in cui potrebbe dover accogliere fonti energetiche più pulite e moderne accanto alle fonti energetiche tradizionali o (in modo più estremo) rinunciare completamente ai combustibili fossili a favore delle energie rinnovabili. Dal 2007 al 2017, il settore delle energie rinnovabili è cresciuto del 5% annuo, aiutato da un aumento dei progetti e dall’espansione del sostegno su scala mondiale.
La qualità e l'efficacia degli strumenti e dei componenti utilizzati nella produzione di energia generalmente aumenteranno con l'uso di componenti CNC OEM e lavorazioni sofisticate
Ruoli della lavorazione CNC in specifici settori delle energie rinnovabili
Il mercato dell’energia verde è ora in espansione. Le fonti di energia verde, tra cui eolica, solare e idroelettrica, stanno diventando sempre più popolari. Inoltre, la maggior parte di questi componenti sono il risultato della tecnologia di lavorazione CNC dei componenti OEM. Il massimo livello di accuratezza e precisione estrema sono richiesti per le apparecchiature e le parti di fresatura CNC odm utilizzate nell'energia rinnovabile.
Sono in grado di lavorare di più e di conseguenza ottenere i migliori risultati.
Energia solare
La fonte di energia rinnovabile più conosciuta mai trovata potrebbe essere l’elettricità solare.
Dall'esterno i sistemi e i gadget sembrano piuttosto semplici, ma presentano alcuni vantaggi significativi. Affinché il pannello solare funzioni in modo efficace e assorba più elettricità, ha bisogno di componenti estremamente accurati. Tuttavia, questo non è l’unico fattore. Oltre a ciò, la lavorazione CNC viene utilizzata per fornire un elevato grado di precisione durante la realizzazione dei binari posteriori e portanti, persino dei telai.
Le macchine di perforazione e fresatura funzionano bene per tali lavori e diverse aziende promuovono le loro apparecchiature CNC come particolarmente utili per la produzione di componenti di pannelli solari. Anche le grandi linee di produzione di pannelli solari comprendono una varietà di procedure non CNC oltre a numerosi operatori che operano contemporaneamente. Queste operazioni non CNC includono il taglio e la foratura.
Inoltre, le apparecchiature di taglio laser al plasma e a fibra sono spesso specializzate nella produzione di pannelli solari, con laser diversi utilizzati per l’effettivo processo di divisione dei pannelli. In modo simile, altre aziende producono pannelli solari utilizzando una combinazione di lavorazione CNC e stampa 3D. Ciò suggerisce che lo sviluppo di prodotti ibridi nel settore dell’energia solare potrebbe avere spazio.
Wind Power
La generazione di energia eolica necessita di componenti robusti e durevoli in grado di resistere a sollecitazioni estreme senza perdere la precisione. Per gestire la pressione del vento con la minima usura, i produttori devono realizzare pale di precisione. La fabbricazione di componenti come gli enormi cuscinetti che controllano l'angolo, così come la produzione delle pale, ha fatto molto affidamento sulla lavorazione del metallo e della fibra di carbonio. Il CNC consente la produzione di cuscinetti di grandi dimensioni con la stessa precisione di parti più piccole, come quelli utilizzati nel meccanismo di regolazione delle turbine eoliche. Simili alle pale dei motori aeronautici, questi pezzi di grandi dimensioni devono essere estremamente precisi poiché la mobilità influisce notevolmente sul loro funzionamento.
In generale, i rotori, le scatole del cambio e altri componenti vengono torniti su torni multiuso. Date le dimensioni della tipica turbina eolica, è necessario l’uso di macchinari grandi e potenti, con il taglio dei metalli che rappresenta circa il 90% della produzione di ruote dentate. Al giorno d'oggi predomina la fresatura di ingranaggi con creatore o frese a disco. Similmente al modo in cui vengono spesso lavorati i fori negli scambiatori di calore a guscio tubolare per una vasta gamma di sistemi energetici, in questa procedura vengono utilizzate macchine di perforazione CNC.
Le macchine CNC che producono materiali plastici rinforzati in fibra di carbonio o in fibra di vetro sono necessarie per turbine eoliche e mulini a vento. Le pale del rotore possono anche essere realizzate in legno leggero, alluminio o fibra di vetro con anima cava. La maggior parte dei profili delle pale del rotore assomigliano a quelli degli aeroplani; quindi questi dispositivi necessitano di livelli di precisione estremamente elevati.
Energia idroelettrica
Le turbine e i generatori utilizzati nell’energia idroelettrica non sono solo enormi macchinari. Devono inoltre essere resistenti alla pressione e ai danni causati dall'acqua e realizzati con materiali che condividono queste caratteristiche, spesso utilizzando componenti in carbonio e acciaio inossidabile. Le tecnologie CNC vengono utilizzate da organizzazioni di tutte le dimensioni per realizzare una varietà di parti CNC OEM, da semplici alberi e boccole ad alloggiamenti, giranti e coperture per turbine idroelettriche.
A seconda delle esigenze della struttura, spesso comporta tornitura, alesatura e fresatura su larga scala. Per fare un paragone, Canyon Hydro in Nord America utilizza una fresatrice CNC a 7 assi in grado di creare turbine idroelettriche Pelton e Francis con un diametro fino a 16 piedi e un peso di 25 tonnellate. I difetti minori ma potenzialmente dannosi nella turbina vengono riparati utilizzando la macchina CNC. Questa è una delle numerose macchine nel loro stabilimento di produzione. Ancora più grande, lo stabilimento di York di Voith Hydro fabbrica pezzi lavorati fino a 42' (12.80 m) di diametro e 350 tonnellate di peso (317.5 t).
Oltre alle turbine, lo sviluppo di dighe e paratoie di centrali idroelettriche utilizza la fresatura CNC e altre tecniche di lavorazione. In alcuni casi, lo sviluppo di varie macchine CNC ha reso possibile produrre localmente questi pezzi meccanici OEM CNC invece di farli spedire da un produttore lontano.
Perché la lavorazione CNC viene utilizzata per l'energia verde?
Di seguito sono riportati alcuni dei motivi per cui la lavorazione CNC è un metodo preferito per la produzione di componenti per fonti di energia rinnovabile:
- finiture di alto calibro.
- produzione diffusa
- Potrebbero essere presenti porzioni abbondanti.
- La produzione in loco è semplice.
- veramente preciso ed affidabile.
Analogamente a molte parti prodotte a macchina, i componenti necessari per l'industria energetica devono essere della massima qualità e adeguatamente progettati per resistere a forze elevate, fluttuazioni significative di temperatura e corrosione. Il settore delle energie rinnovabili impiega la lavorazione CNC nella misura massima possibile grazie alla velocità e alla precisione dei componenti che possono essere prodotti, mentre il settore dell’energia verde trae grandi benefici dalla lavorazione CNC e dalla tecnologia contemporanea.
Sostenibilità attraverso la lavorazione CNC
Lo stato attuale del mercato energetico globale illustra la necessità di rafforzare la resilienza dello sviluppo economico. Per combattere la pandemia, prevenire un picco nelle emissioni di carbonio e stimolare l’economia gettando le basi per un futuro energetico più sicuro e sostenibile, l’EIA ha raccomandato ai governi di utilizzare l’energia pulita come base dei loro piani di sostegno economico. La capacità delle macchine CNC di produrre in modo coerente parti di fresatura OEM di alta qualità è oggi più che mai richiesta.
Il miglioramento dell’efficienza è solo uno dei numerosi vantaggi delle macchine CNC. Viene utilizzato da aziende eco-consapevoli per ridurre significativamente il loro impatto sul carbonio. Uno studio finlandese che ha scoperto diversi modi in cui la lavorazione CNC riduce le emissioni è stato riassunto in una pubblicazione di Science Direct. La lavorazione CNC riduce al minimo il trasporto, che è uno dei principali modi per ridurre le emissioni, ma riduce anche l’uso di materiali dispendiosi e i tempi di taglio. Lasciando i macchinari in funzione più a lungo del necessario o smaltendo grandi quantità di rifiuti, viene emessa meno anidride carbonica nell’atmosfera.
La creazione di componenti prototipali utilizzando macchine CNC attualmente si basa su file CAD (Computer-Aided Design). Queste parti CNC OEM sono incredibilmente sofisticate e altamente automatizzate poiché ogni fase dell'operazione è controllata da computer. I vecchi macchinari industriali come fresatrici, trapani e torni sono gestiti da speciali programmi informatici, che fanno risaltare la lavorazione CNC, al fine di raggiungere un livello di controllo così elevato. È ampiamente utilizzato in un'ampia gamma di settori poiché semplifica l'intero processo produttivo.
"Negli ultimi anni, ci sono stati diversi cambiamenti nei prodotti CNC. Gli specialisti del vivere verde devono essere consapevoli dei numerosi sviluppi che si verificano nel settore CNC.
La lavorazione CNC è dannosa per l'ambiente?
La lavorazione CNC viene utilizzata in molti paesi altamente industrializzati per realizzare pezzi meccanici OEM per l'esportazione e per l'uso domestico. Sebbene il PIL sia in aumento, l’impatto delle emissioni di carbonio derivanti da queste operazioni rimane fonte di preoccupazione.
I titolari di aziende valutano spesso il successo in termini di fatturato. Se un'azienda è in continua crescita, sta andando bene. Sembra ragionevole, ma non è sempre così.
In molte circostanze, far crescere l’azienda ad ogni costo non è l’opzione migliore. Questo metodo comporta notevoli rischi finanziari, per non parlare del potenziale disastro ambientale.
È possibile ridurre l’impatto ambientale della lavorazione CNC impiegando versioni più leggere delle macchine invece di quelle in ghisa.
Conclusione
Viviamo in un periodo in cui è essenziale sviluppare componenti di energia verde meno dannosi per l’ambiente. I metodi convenzionali di produzione di energia possono utilizzare componenti più sicuri e più rispettosi dell’ambiente. La lavorazione CNC produce parti per l'energia verde più efficaci e di qualità superiore. Se utilizzata correttamente e su attrezzature aggiornate, la lavorazione CNC può migliorare notevolmente i processi aziendali e fornire componenti di energia verde per la creazione di energia sostenibile.
