ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກມິວນິກພັດທະນາຖັງກ້ອນຮູບຊົງກົມໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນເພື່ອເພີ່ມການເກັບຮັກສາໄຮໂດຣເຈນ | ໂລກຂອງວັດສະດຸປະສົມ

ຖັງຮາບພຽງມາດຕະຖານສຳລັບ BEVs ແລະ FCEVs ໃຊ້ວັດສະດຸປະສົມ thermoplastic ແລະ thermoset ທີ່ມີໂຄງສ້າງໂຄງກະດູກທີ່ໃຫ້ການເກັບຮັກສາ H2 ຫຼາຍຂຶ້ນ 25%. #hydrogen #trends
ຫຼັງຈາກການຮ່ວມມືກັບ BMW ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຖັງກ້ອນສາມາດໃຫ້ປະສິດທິພາບດ້ານປະລິມານສູງກວ່າຖັງຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍຖັງ, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich ໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນໂຄງການເພື່ອພັດທະນາໂຄງສ້າງປະສົມ ແລະ ຂະບວນການຜະລິດທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ສຳລັບການຜະລິດແບບຕໍ່ເນື່ອງ. ເຄຣດິດຮູບພາບ: TU Dresden (ເທິງ) ຊ້າຍ), ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich, ພະແນກວັດສະດຸປະສົມຄາບອນ (LCC)
ລົດໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ (FCEV) ທີ່ໃຊ້ພະລັງງານໄຮໂດຣເຈນທີ່ບໍ່ມີການປ່ອຍອາຍພິດ (H2) ໃຫ້ວິທີການເພີ່ມເຕີມເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ເປັນສູນ. ລົດໂດຍສານທີ່ໃຊ້ເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟທີ່ມີເຄື່ອງຈັກ H2 ສາມາດເຕີມນໍ້າມັນໄດ້ພາຍໃນ 5-7 ນາທີ ແລະ ມີໄລຍະທາງ 500 ກິໂລແມັດ, ແຕ່ປະຈຸບັນມີລາຄາແພງກວ່າເນື່ອງຈາກປະລິມານການຜະລິດຕໍ່າ. ວິທີໜຶ່ງໃນການຫຼຸດຕົ້ນທຶນແມ່ນການໃຊ້ແພລດຟອມມາດຕະຖານສຳລັບລຸ້ນ BEV ແລະ FCEV. ປະຈຸບັນນີ້ຍັງເປັນໄປບໍ່ໄດ້ເພາະວ່າຖັງຮູບຊົງກະບອກປະເພດ 4 ທີ່ໃຊ້ໃນການເກັບຮັກສາອາຍແກັສ H2 ທີ່ຖືກບີບອັດ (CGH2) ທີ່ 700 ບາໃນ FCEV ບໍ່ເໝາະສົມກັບຊ່ອງແບັດເຕີຣີພາຍໃຕ້ຕົວລົດທີ່ໄດ້ຮັບການອອກແບບຢ່າງລະມັດລະວັງສຳລັບລົດໄຟຟ້າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖັງຄວາມດັນໃນຮູບແບບຂອງໝອນ ແລະ ກ້ອນສາມາດໃສ່ໃນພື້ນທີ່ບັນຈຸທີ່ຮາບພຽງນີ້ໄດ້.
ສິດທິບັດ US5577630A ສຳລັບ “ຖັງຄວາມດັນແບບປະສົມ”, ໃບສະໝັກທີ່ຍື່ນໂດຍ Thiokol Corp. ໃນປີ 1995 (ຊ້າຍ) ແລະ ຖັງຄວາມດັນຮູບສີ່ແຈສາກທີ່ໄດ້ຮັບສິດທິບັດໂດຍ BMW ໃນປີ 2009 (ຂວາ).
ພະແນກວັດສະດຸປະສົມຄາບອນ (LCC) ຂອງມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກມິວນິກ (TUM, ມິວນິກ, ເຢຍລະມັນ) ມີສ່ວນຮ່ວມໃນສອງໂຄງການເພື່ອພັດທະນາແນວຄວາມຄິດນີ້. ໂຄງການທຳອິດແມ່ນ Polymers4Hydrogen (P4H), ນຳພາໂດຍສູນຄວາມສາມາດໂພລີເມີ Leoben (PCCL, Leoben, ອອສເຕຣຍ). ຊຸດວຽກງານ LCC ນຳພາໂດຍ Fellow Elizabeth Glace.
ໂຄງການທີສອງແມ່ນສະພາບແວດລ້ອມການສາທິດ ແລະ ການພັດທະນາໄຮໂດຣເຈນ (HyDDen), ບ່ອນທີ່ LCC ນຳພາໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າ Christian Jaeger. ທັງສອງມີຈຸດປະສົງເພື່ອສ້າງການສາທິດຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງຂະບວນການຜະລິດສຳລັບການຜະລິດຖັງ CGH2 ທີ່ເໝາະສົມໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍຄາບອນ.
ມີປະສິດທິພາບດ້ານປະລິມານທີ່ຈຳກັດເມື່ອຕິດຕັ້ງກະບອກສູບຂະໜາດນ້ອຍໃນເຊວແບັດເຕີຣີແບນ (ຊ້າຍ) ແລະ ຖັງຄວາມດັນແບບກ້ອນ 2 ທີ່ເຮັດດ້ວຍເຫຼັກກ້າ ແລະ ເປືອກນອກທີ່ເຮັດດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ/ອີພອກຊີ (ຂວາ). ທີ່ມາຂອງຮູບພາບ: ຮູບທີ 3 ແລະ 6 ແມ່ນມາຈາກ “ວິທີການອອກແບບຕົວເລກສຳລັບຖັງກ່ອງຄວາມດັນປະເພດ II ທີ່ມີຂາຄວາມຕຶງພາຍໃນ” ໂດຍ Ruf ແລະ Zaremba et al.
P4H ໄດ້ຜະລິດຖັງກ້ອນທົດລອງທີ່ໃຊ້ໂຄງ thermoplastic ທີ່ມີສາຍຮັດ/ສະຕຣັມປະສົມຫໍ່ດ້ວຍ epoxy ທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ. HyDDen ຈະໃຊ້ການອອກແບບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແຕ່ຈະໃຊ້ການຈັດລຽງເສັ້ນໄຍອັດຕະໂນມັດ (AFP) ເພື່ອຜະລິດຖັງ thermoplastic composite ທັງໝົດ.
ຈາກໃບສະໝັກສິດທິບັດໂດຍ Thiokol Corp. ເຖິງ “ຖັງຄວາມດັນແບບປະສົມ” ໃນປີ 1995 ເຖິງສິດທິບັດເຢຍລະມັນ DE19749950C2 ໃນປີ 1997, ຖັງອາຍແກັສທີ່ຖືກບີບອັດ “ອາດຈະມີການຕັ້ງຄ່າທາງເລຂາຄະນິດໃດໆ”, ແຕ່ໂດຍສະເພາະແມ່ນຮູບຮ່າງທີ່ຮາບພຽງ ແລະ ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ, ໃນຊ່ອງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວຮອງຮັບເປືອກ. ອົງປະກອບຕ່າງໆຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອໃຫ້ພວກມັນສາມາດຕ້ານທານກັບແຮງຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອາຍແກັສ.
ເອກະສານຂອງຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Livermore (LLNL) ໃນປີ 2006 ໄດ້ອະທິບາຍເຖິງສາມວິທີການຄື: ຖັງຄວາມດັນແບບ conformal wound filament, ຖັງຄວາມດັນແບບ microlattice ທີ່ມີໂຄງສ້າງ orthorhombic ພາຍໃນ (ຈຸລັງຂະໜາດນ້ອຍ 2 ຊມ ຫຼື ໜ້ອຍກວ່າ), ລ້ອມຮອບດ້ວຍພາຊະນະ H2 ທີ່ມີຝາບາງ, ແລະ ພາຊະນະ replicator, ປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງພາຍໃນທີ່ປະກອບດ້ວຍຊິ້ນສ່ວນນ້ອຍໆທີ່ຕິດກາວ (ເຊັ່ນ: ວົງແຫວນພາດສະຕິກຮູບຫົກຫຼ່ຽມ) ແລະ ສ່ວນປະກອບຂອງຜິວໜັງເປືອກນອກບາງໆ. ພາຊະນະທີ່ຊໍ້າກັນແມ່ນເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບພາຊະນະຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ວິທີການແບບດັ້ງເດີມອາດຈະໃຊ້ຍາກ.
ສິດທິບັດ DE102009057170A ທີ່ຍື່ນໂດຍ Volkswagen ໃນປີ 2009 ອະທິບາຍເຖິງຖັງຄວາມດັນທີ່ຕິດຕັ້ງໃນລົດ ເຊິ່ງຈະໃຫ້ປະສິດທິພາບການຮັບນ້ຳໜັກສູງ ໃນຂະນະທີ່ປັບປຸງການໃຊ້ພື້ນທີ່. ຖັງຮູບສີ່ແຈສາກໃຊ້ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຄວາມຕຶງລະຫວ່າງຝາສີ່ແຈສາກສອງຝາທີ່ຢູ່ກົງກັນຂ້າມ, ແລະມຸມຕ່າງໆແມ່ນມົນ.
ແນວຄວາມຄິດຂ້າງເທິງ ແລະ ແນວຄວາມຄິດອື່ນໆແມ່ນໄດ້ອ້າງອີງໂດຍ Gleiss ໃນເອກະສານ “ການພັດທະນາຂະບວນການສຳລັບຖັງຄວາມດັນຮູບຊົງກ້ອນທີ່ມີແຖບຍືດ” ໂດຍ Gleiss et al. ທີ່ ECCM20 (26-30 ມິຖຸນາ 2022, Lausanne, ສະວິດເຊີແລນ). ໃນບົດຄວາມນີ້, ນາງໄດ້ອ້າງອີງການສຶກສາ TUM ທີ່ຈັດພິມໂດຍ Michael Roof ແລະ Sven Zaremba, ເຊິ່ງພົບວ່າຖັງຄວາມດັນຮູບຊົງກ້ອນທີ່ມີເສົາຄວາມຕຶງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ານສີ່ຫລ່ຽມແມ່ນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາຖັງຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍອັນທີ່ພໍດີກັບພື້ນທີ່ຂອງແບັດເຕີຣີທີ່ຮາບພຽງ, ເຊິ່ງໃຫ້ພື້ນທີ່ເກັບຮັກສາຫຼາຍກວ່າປະມານ 25%.
ອີງຕາມ Gleiss, ບັນຫາຂອງການຕິດຕັ້ງກະບອກສູບຂະໜາດນ້ອຍປະເພດ 4 ຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍໃນກ່ອງຮາບພຽງແມ່ນວ່າ "ປະລິມານລະຫວ່າງກະບອກສູບຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ລະບົບຍັງມີໜ້າດິນທີ່ຊຶມຜ່ານອາຍແກັສ H2 ຂະໜາດໃຫຍ່ຫຼາຍ. ໂດຍລວມແລ້ວ, ລະບົບດັ່ງກ່າວໃຫ້ຄວາມຈຸໃນການເກັບຮັກສາໜ້ອຍກວ່າກະປ໋ອງກ້ອນ."
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຍັງມີບັນຫາອື່ນໆກັບການອອກແບບຮູບຊົງກ້ອນຂອງຖັງ. “ແນ່ນອນ, ເນື່ອງຈາກອາຍແກັສທີ່ຖືກບີບອັດ, ທ່ານຈຳເປັນຕ້ອງຕ້ານກັບແຮງບິດງໍໃນຝາຮາບພຽງ,” Gleiss ກ່າວ. “ສຳລັບສິ່ງນີ້, ທ່ານຕ້ອງການໂຄງສ້າງທີ່ເສີມແຮງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃນກັບຝາຂອງຖັງ. ແຕ່ມັນຍາກທີ່ຈະເຮັດກັບວັດສະດຸປະສົມ.”
ນາງ Glace ແລະທີມງານຂອງນາງໄດ້ພະຍາຍາມລວມເອົາແຖບຄວາມຕຶງຄຽດທີ່ເສີມແຮງເຂົ້າໄປໃນພາຊະນະຄວາມດັນໃນລັກສະນະທີ່ເໝາະສົມກັບຂະບວນການມ້ວນເສັ້ນໄຍ. ນາງອະທິບາຍວ່າ "ສິ່ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນສຳລັບການຜະລິດໃນປະລິມານສູງ," "ແລະຍັງຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດອອກແບບຮູບແບບການມ້ວນຂອງຝາພາຊະນະເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການວາງທິດທາງຂອງເສັ້ນໄຍສຳລັບແຕ່ລະການໂຫຼດໃນເຂດ."
ສີ່ຂັ້ນຕອນໃນການສ້າງຖັງປະສົມແບບກ້ອນທົດລອງສຳລັບໂຄງການ P4H. ເຄຣດິດຮູບພາບ: “ການພັດທະນາຂະບວນການຜະລິດສຳລັບຖັງຄວາມດັນກ້ອນທີ່ມີເຄື່ອງຄ້ຳຊູ”, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກມິວນິກ, ໂຄງການ Polymers4Hydrogen, ECCM20, ເດືອນມິຖຸນາ 2022.
ເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້, ທີມງານໄດ້ພັດທະນາແນວຄວາມຄິດໃໝ່ທີ່ປະກອບດ້ວຍສີ່ຂັ້ນຕອນຫຼັກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ຂ້າງເທິງ. ເສົາຄ້ຳຄວາມຕຶງຄຽດ, ເຊິ່ງສະແດງເປັນສີດຳຢູ່ເທິງຂັ້ນໄດ, ແມ່ນໂຄງສ້າງກອບທີ່ຜະລິດລ່ວງໜ້າໂດຍໃຊ້ວິທີການທີ່ນຳມາຈາກໂຄງການ MAI Skelett. ສຳລັບໂຄງການນີ້, BMW ໄດ້ພັດທະນາ “ໂຄງຮ່າງ” ຂອງໂຄງກະຈົກໜ້າລົດໂດຍໃຊ້ກ້ານ pultrusion ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍສີ່ອັນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຖືກຫລໍ່ຫລອມເປັນໂຄງພາດສະຕິກ.
ໂຄງຂອງຖັງກ້ອນທົດລອງ. ໂຄງກະດູກຮູບຫົກຫຼ່ຽມທີ່ພິມ 3D ໂດຍ TUM ໂດຍໃຊ້ເສັ້ນໃຍ PLA ທີ່ບໍ່ໄດ້ເສີມແຮງ (ດ້ານເທິງ), ໃສ່ແກນ pultrusion CF/PA6 ເປັນຕົວຍຶດຄວາມຕຶງ (ກາງ) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນພັນເສັ້ນໃຍອ້ອມຮອບຕົວຍຶດ (ດ້ານລຸ່ມ). ເຄຣດິດຮູບພາບ: ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich LCC.
“ແນວຄວາມຄິດແມ່ນວ່າທ່ານສາມາດສ້າງໂຄງຂອງຖັງກ້ອນເປັນໂຄງສ້າງແບບໂມດູນໄດ້,” Glace ກ່າວ. “ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໂມດູນເຫຼົ່ານີ້ຖືກວາງໄວ້ໃນເຄື່ອງມືປັ້ນ, ເສົາຄ້ຳຄວາມຕຶງຖືກວາງໄວ້ໃນໂມດູນກອບ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນວິທີການຂອງ MAI Skelett ຖືກນຳໃຊ້ອ້ອມຮອບເສົາຄ້ຳເພື່ອປະສົມປະສານພວກມັນກັບຊິ້ນສ່ວນກອບ.” ວິທີການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ໂຄງສ້າງທີ່ຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກນຳໃຊ້ເປັນແກນກາງ ຫຼື ແກນເພື່ອຫໍ່ເປືອກປະສົມຂອງຖັງເກັບຮັກສາ.
TUM ໄດ້ອອກແບບໂຄງຖັງເປັນ "ເບາະ" ຮູບຊົງສີ່ຫຼ່ຽມທີ່ມີດ້ານຂ້າງທີ່ແຂງ, ມຸມມົນ ແລະ ຮູບແບບຫົກຫຼ່ຽມຢູ່ດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມ ເຊິ່ງສາມາດໃສ່ ແລະ ຕິດສາຍຮັດໄດ້. ຮູສຳລັບຊັ້ນວາງເຫຼົ່ານີ້ຍັງຖືກພິມດ້ວຍຮູບແບບ 3D. "ສຳລັບຖັງທົດລອງເບື້ອງຕົ້ນຂອງພວກເຮົາ, ພວກເຮົາໄດ້ພິມສ່ວນໂຄງຫົກຫຼ່ຽມແບບ 3D ໂດຍໃຊ້ກົດ polylactic [PLA, ວັດສະດຸ thermoplastic ທີ່ອີງໃສ່ຊີວະພາບ] ເພາະມັນງ່າຍ ແລະ ລາຄາຖືກ," Glace ກ່າວ.
ທີມງານໄດ້ຊື້ກ້ານ polyamide 6 (PA6) ທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນຈຳນວນ 68 ກ້ານຈາກ SGL Carbon (Meitingen, ເຢຍລະມັນ) ເພື່ອໃຊ້ເປັນມັດ. “ເພື່ອທົດສອບແນວຄວາມຄິດ, ພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ເຮັດການຫລໍ່ໃດໆ,” Gleiss ກ່າວ, “ແຕ່ພຽງແຕ່ໃສ່ຕົວແຍກສ່ວນເຂົ້າໄປໃນໂຄງແກນຮັງເຜິ້ງທີ່ພິມ 3D ແລະຕິດກາວ epoxy ໃສ່. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ນີ້ຈະໃຫ້ mandrel ສຳລັບມ້ວນຖັງ.” ນາງສັງເກດເຫັນວ່າເຖິງແມ່ນວ່າກ້ານເຫຼົ່ານີ້ງ່າຍຕໍ່ການມ້ວນ, ແຕ່ມີບັນຫາທີ່ສຳຄັນບາງຢ່າງທີ່ຈະອະທິບາຍໃນພາຍຫຼັງ.
“ໃນຂັ້ນຕອນທຳອິດ, ເປົ້າໝາຍຂອງພວກເຮົາແມ່ນເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຂອງການອອກແບບ ແລະ ລະບຸບັນຫາຕ່າງໆໃນແນວຄວາມຄິດການຜະລິດ,” Gleiss ອະທິບາຍ. “ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາຄ້ຳຈຶ່ງຍື່ນອອກມາຈາກໜ້າຜິວດ້ານນອກຂອງໂຄງສ້າງໂຄງກະດູກ, ແລະ ພວກເຮົາຕິດເສັ້ນໃຍຄາບອນໃສ່ກັບແກນນີ້ໂດຍໃຊ້ການຂົດລວດເສັ້ນໃຍປຽກ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໃນຂັ້ນຕອນທີສາມ, ພວກເຮົາງໍຫົວຂອງແຕ່ລະເສົາຄ້ຳ. ເທີໂມພລາມີນ, ສະນັ້ນພວກເຮົາພຽງແຕ່ໃຊ້ຄວາມຮ້ອນເພື່ອປ່ຽນຮູບຊົງຫົວເພື່ອໃຫ້ມັນແບນ ແລະ ລັອກເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນທຳອິດຂອງການຫໍ່. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາດຳເນີນການຫໍ່ໂຄງສ້າງອີກຄັ້ງເພື່ອໃຫ້ຫົວແຮງດຶງຮາບພຽງຖືກປິດລ້ອມພາຍໃນຖັງ. ເຄືອບດ້ວຍລາມິເນດເທິງຝາ.
ຝາປິດຊ່ອງສຳລັບມ້ວນ. TUM ໃຊ້ຝາປິດພາດສະຕິກຢູ່ປາຍຂອງແກນດຶງເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເສັ້ນໃຍພັນກັນໃນລະຫວ່າງການມ້ວນເສັ້ນໃຍ. ເຄຣດິດຮູບພາບ: ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich LCC.
ທ່ານ Glace ໄດ້ຢໍ້າຄືນວ່າຖັງທໍາອິດນີ້ແມ່ນຫຼັກຖານຂອງແນວຄວາມຄິດ. "ການນໍາໃຊ້ການພິມ 3D ແລະກາວແມ່ນພຽງແຕ່ສໍາລັບການທົດສອບເບື້ອງຕົ້ນເທົ່ານັ້ນ ແລະ ເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາມີຄວາມຄິດກ່ຽວກັບບັນຫາບາງຢ່າງທີ່ພວກເຮົາພົບ. ຕົວຢ່າງ, ໃນລະຫວ່າງການມ້ວນ, ເສັ້ນໃຍຈະຖືກຈັບໂດຍປາຍຂອງແກນດຶງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການແຕກຫັກຂອງເສັ້ນໃຍ, ຄວາມເສຍຫາຍຂອງເສັ້ນໃຍ, ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຂອງເສັ້ນໃຍເພື່ອຕ້ານກັບສິ່ງນີ້. ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ຝາປິດພາດສະຕິກສອງສາມອັນເປັນຕົວຊ່ວຍໃນການຜະລິດທີ່ວາງໄວ້ເທິງເສົາກ່ອນຂັ້ນຕອນການມ້ວນທໍາອິດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເມື່ອເຮັດແຜ່ນລາມິເນດພາຍໃນ, ພວກເຮົາໄດ້ເອົາຝາປິດປ້ອງກັນເຫຼົ່ານີ້ອອກ ແລະ ປ່ຽນຮູບຊົງປາຍຂອງເສົາກ່ອນທີ່ຈະຫໍ່ສຸດທ້າຍ."
ທີມງານໄດ້ທົດລອງກັບສະຖານະການການສ້າງຄືນໃໝ່ຕ່າງໆ. “ຜູ້ທີ່ເບິ່ງອ້ອມຂ້າງຈະເຮັດວຽກໄດ້ດີທີ່ສຸດ,” Grace ກ່າວ. “ນອກຈາກນີ້, ໃນລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນການສ້າງຕົ້ນແບບ, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ເຄື່ອງມືເຊື່ອມທີ່ໄດ້ຮັບການດັດແປງເພື່ອໃຊ້ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ປັບປຸງຮູບຮ່າງຂອງປາຍເສົາຄ້ຳ. ໃນແນວຄວາມຄິດການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍ, ທ່ານຈະມີເຄື່ອງມືທີ່ໃຫຍ່ກວ່າອັນໜຶ່ງທີ່ສາມາດປັບຮູບຮ່າງ ແລະ ສ້າງຮູບຮ່າງຂອງປາຍເສົາທັງໝົດໃຫ້ເປັນແຜ່ນລາມິເນດສຳເລັດຮູບພາຍໃນໃນເວລາດຽວກັນ.”
ຫົວແຖບດຶງໄດ້ຖືກປ່ຽນຮູບຊົງໃໝ່. TUM ໄດ້ທົດລອງໃຊ້ແນວຄວາມຄິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ດັດແປງຮອຍຕໍ່ເພື່ອຈັດລຽນປາຍຂອງສາຍຮັດປະສົມສຳລັບຕິດກັບຝາຖັງ. ເຄຣດິດຮູບພາບ: “ການພັດທະນາຂະບວນການຜະລິດສຳລັບຖັງຄວາມດັນຮູບກ້ອນທີ່ມີສາຍຮັດ”, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກມິວນິກ, ໂຄງການ Polymers4Hydrogen, ECCM20, ເດືອນມິຖຸນາ 2022.
ດັ່ງນັ້ນ, ແຜ່ນລາມິເນດຈຶ່ງແຫ້ງຫຼັງຈາກຂັ້ນຕອນການມ້ວນທຳອິດ, ເສົາຖືກປ່ຽນຮູບຊົງ, TUM ສຳເລັດການມ້ວນຄັ້ງທີສອງຂອງເສັ້ນໃຍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນແຜ່ນລາມິເນດຝາຖັງດ້ານນອກກໍ່ແຫ້ງເປັນຄັ້ງທີສອງ. ກະລຸນາຮັບຊາບວ່ານີ້ແມ່ນການອອກແບບຖັງປະເພດ 5, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມັນບໍ່ມີຊັ້ນໃນພາດສະຕິກເປັນຕົວກີດຂວາງອາຍແກັສ. ເບິ່ງການສົນທະນາໃນພາກຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປຂ້າງລຸ່ມນີ້.
“ພວກເຮົາໄດ້ຕັດການສາທິດຄັ້ງທຳອິດອອກເປັນພາກສ່ວນຕັດຂວາງ ແລະ ສ້າງແຜນທີ່ພື້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່,” Glace ກ່າວ. “ການເບິ່ງໃກ້ໆສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກເຮົາມີບັນຫາດ້ານຄຸນນະພາບບາງຢ່າງກັບແຜ່ນລາມິເນດ, ໂດຍທີ່ຫົວຂອງເສົາບໍ່ໄດ້ວາງຮາບພຽງຢູ່ເທິງແຜ່ນລາມິເນດພາຍໃນ.”
ການແກ້ໄຂບັນຫາກ່ຽວກັບຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງຊັ້ນໃນ ແລະ ຝາດ້ານໃນຂອງຖັງ. ຫົວແກນມັດທີ່ຖືກດັດແປງສ້າງຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງການໝຸນທຳອິດ ແລະ ຄັ້ງທີສອງຂອງຖັງທົດລອງ. ເຄຣດິດຮູບພາບ: ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich LCC.
ຖັງຂະໜາດ 450 x 290 x 80 ມມ ເບື້ອງຕົ້ນນີ້ໄດ້ສຳເລັດໃນລະດູຮ້ອນທີ່ຜ່ານມາ. “ພວກເຮົາໄດ້ມີຄວາມຄືບໜ້າຫຼາຍນັບຕັ້ງແຕ່ນັ້ນມາ, ແຕ່ພວກເຮົາຍັງມີຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງລາມິເນດພາຍໃນ ແລະ ພາຍນອກ,” Glace ກ່າວ. “ດັ່ງນັ້ນພວກເຮົາຈຶ່ງພະຍາຍາມຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງເຫຼົ່ານັ້ນດ້ວຍຢາງທີ່ສະອາດ ແລະ ມີຄວາມໜືດສູງ. ສິ່ງນີ້ຕົວຈິງແລ້ວປັບປຸງການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງກະດຸມ ແລະ ລາມິເນດ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມກົດດັນທາງກົນຈັກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.”
ທີມງານຍັງສືບຕໍ່ພັດທະນາການອອກແບບ ແລະ ຂະບວນການຂອງຖັງ, ລວມທັງວິທີແກ້ໄຂສຳລັບຮູບແບບການມ້ວນທີ່ຕ້ອງການ. “ດ້ານຂ້າງຂອງຖັງທົດສອບບໍ່ໄດ້ງໍເຕັມທີ່ເພາະວ່າມັນຍາກສຳລັບຮູບຮ່າງນີ້ທີ່ຈະສ້າງເສັ້ນທາງມ້ວນ,” Glace ອະທິບາຍ. “ມຸມມ້ວນເບື້ອງຕົ້ນຂອງພວກເຮົາແມ່ນ 75°, ແຕ່ພວກເຮົາຮູ້ວ່າຕ້ອງການວົງຈອນຫຼາຍອັນເພື່ອຕອບສະໜອງການໂຫຼດໃນຖັງຄວາມດັນນີ້. ພວກເຮົາຍັງຊອກຫາວິທີແກ້ໄຂບັນຫານີ້ຢູ່, ແຕ່ມັນບໍ່ແມ່ນເລື່ອງງ່າຍດ້ວຍຊອບແວທີ່ມີຢູ່ໃນຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນ. ມັນອາດຈະກາຍເປັນໂຄງການຕິດຕາມ.
“ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງແນວຄວາມຄິດການຜະລິດນີ້,” Gleiss ກ່າວ, “ແຕ່ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງເຮັດວຽກຕື່ມອີກເພື່ອປັບປຸງການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງແຜ່ນລາມິເນດ ແລະ ປ່ຽນຮູບຮ່າງຂອງກ້ານມັດ.” “ການທົດສອບພາຍນອກໃນເຄື່ອງທົດສອບ. ທ່ານດຶງຕົວແຍກອອກຈາກແຜ່ນລາມິເນດ ແລະ ທົດສອບການຮັບນ້ຳໜັກທາງກົນຈັກທີ່ຂໍ້ຕໍ່ເຫຼົ່ານັ້ນສາມາດທົນໄດ້.”
ສ່ວນໜຶ່ງຂອງໂຄງການ Polymers4Hydrogen ນີ້ຈະສຳເລັດໃນທ້າຍປີ 2023, ເຊິ່ງໃນເວລານັ້ນ Gleis ຫວັງວ່າຈະສຳເລັດຖັງສາທິດອັນທີສອງ. ໜ້າສົນໃຈ, ການອອກແບບໃນປະຈຸບັນໃຊ້ວັດສະດຸພາດສະຕິກທີ່ເສີມແຮງຢ່າງເປັນລະບຽບໃນກອບ ແລະ ວັດສະດຸປະສົມ thermoset ໃນຝາຖັງ. ວິທີການປະສົມນີ້ຈະຖືກນຳໃຊ້ໃນຖັງສາທິດສຸດທ້າຍບໍ? “ແມ່ນແລ້ວ,” Grace ກ່າວ. “ຄູ່ຮ່ວມງານຂອງພວກເຮົາໃນໂຄງການ Polymers4Hydrogen ກຳລັງພັດທະນາຢາງອີພອກຊີ ແລະ ວັດສະດຸປະສົມ matrix ອື່ນໆທີ່ມີຄຸນສົມບັດປ້ອງກັນໄຮໂດຣເຈນທີ່ດີກວ່າ.” ນາງລະບຸຄູ່ຮ່ວມງານສອງຄົນທີ່ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບວຽກງານນີ້, PCCL ແລະ ມະຫາວິທະຍາໄລ Tampere (Tampere, ຟິນແລນ).
ນາງ Gleiss ແລະທີມງານຂອງນາງຍັງໄດ້ແລກປ່ຽນຂໍ້ມູນ ແລະ ປຶກສາຫາລືແນວຄວາມຄິດກັບ Jaeger ກ່ຽວກັບໂຄງການ HyDDen ທີສອງຈາກຖັງປະສົມ LCC conformal.
“ພວກເຮົາຈະຜະລິດຖັງຄວາມດັນປະສົມແບບ conformal ສຳລັບ drones ຄົ້ນຄວ້າ,” Jaeger ກ່າວ. “ນີ້ແມ່ນການຮ່ວມມືລະຫວ່າງສອງພະແນກຂອງພະແນກການບິນອະວະກາດ ແລະ ທໍລະນີວິທະຍາຂອງ TUM – LCC ແລະ ພະແນກເຕັກໂນໂລຊີເຮລິຄອບເຕີ (HT). ໂຄງການດັ່ງກ່າວຈະສຳເລັດໃນທ້າຍປີ 2024 ແລະ ປະຈຸບັນພວກເຮົາກຳລັງສຳເລັດຖັງຄວາມດັນ. ການອອກແບບທີ່ເປັນວິທີການທາງການບິນ ແລະ ຍານຍົນຫຼາຍກວ່າ. ຫຼັງຈາກຂັ້ນຕອນແນວຄວາມຄິດເບື້ອງຕົ້ນນີ້, ຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປແມ່ນການປະຕິບັດການຈຳລອງໂຄງສ້າງລະອຽດ ແລະ ຄາດຄະເນປະສິດທິພາບຂອງສິ່ງກີດຂວາງຂອງໂຄງສ້າງກຳແພງ.”
“ແນວຄວາມຄິດທັງໝົດແມ່ນເພື່ອພັດທະນາໂດຣນສຳຫຼວດທີ່ມີລະບົບເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟປະສົມ ແລະ ລະບົບຂັບເຄື່ອນດ້ວຍແບັດເຕີຣີ,” ລາວກ່າວຕໍ່ໄປ. ມັນຈະໃຊ້ແບັດເຕີຣີໃນລະຫວ່າງການໂຫຼດພະລັງງານສູງ (ເຊັ່ນ: ການຂຶ້ນ ແລະ ລົງຈອດ) ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນປ່ຽນໄປໃຊ້ເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໃນລະຫວ່າງການລ່ອງເຮືອທີ່ມີນໍ້າໜັກເບົາ. “ທີມງານ HT ມີໂດຣນຄົ້ນຄວ້າແລ້ວ ແລະ ໄດ້ອອກແບບລະບົບສົ່ງກຳລັງຄືນໃໝ່ເພື່ອໃຊ້ທັງແບັດເຕີຣີ ແລະ ເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ,” Yeager ກ່າວ. “ພວກເຂົາຍັງໄດ້ຊື້ຖັງ CGH2 ເພື່ອທົດສອບລະບົບສົ່ງກຳລັງນີ້.”
ລາວອະທິບາຍວ່າ “ທີມງານຂອງຂ້ອຍໄດ້ຮັບມອບໝາຍໃຫ້ສ້າງຕົ້ນແບບຖັງຄວາມດັນທີ່ພໍດີ, ແຕ່ບໍ່ແມ່ນຍ້ອນບັນຫາການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ຖັງຮູບຊົງກະບອກຈະສ້າງຂຶ້ນ. ຖັງທີ່ຮາບພຽງບໍ່ໄດ້ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານລົມຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນເຈົ້າຈຶ່ງໄດ້ຮັບປະສິດທິພາບການບິນທີ່ດີກວ່າ.” ຂະໜາດຖັງປະມານ 830 x 350 x 173 ມມ.
ຖັງທີ່ສອດຄ່ອງກັບ thermoplastic AFP ຢ່າງຄົບຖ້ວນ. ສຳລັບໂຄງການ HyDDen, ທີມງານ LCC ທີ່ TUM ໃນເບື້ອງຕົ້ນໄດ້ຄົ້ນຄວ້າວິທີການທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບທີ່ Glace ໃຊ້ (ຂ້າງເທິງ), ແຕ່ຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຍ້າຍໄປສູ່ວິທີການໂດຍໃຊ້ການປະສົມປະສານຂອງໂມດູນໂຄງສ້າງຫຼາຍໆອັນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍເກີນໄປໂດຍໃຊ້ AFP (ຂ້າງລຸ່ມນີ້). ເຄຣດິດຮູບພາບ: ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກ Munich LCC.
“ແນວຄວາມຄິດໜຶ່ງແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບວິທີການຂອງ Elisabeth [Gleiss],” Yager ກ່າວວ່າ, “ເພື່ອໃຊ້ເຄື່ອງຍຶດຄວາມຕຶງຄຽດໃສ່ຝາຂອງເຮືອເພື່ອຊົດເຊີຍແຮງບິດທີ່ສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແທນທີ່ຈະໃຊ້ຂະບວນການມ້ວນເພື່ອເຮັດຖັງ, ພວກເຮົາໃຊ້ AFP. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຄິດກ່ຽວກັບການສ້າງພາກສ່ວນແຍກຕ່າງຫາກຂອງຖັງຄວາມດັນ, ເຊິ່ງຊັ້ນວາງໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັນແລ້ວ. ວິທີການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ຂ້ອຍສາມາດລວມໂມດູນປະສົມປະສານເຫຼົ່ານີ້ຫຼາຍໆອັນເຂົ້າກັນ ແລະ ຈາກນັ້ນໃຊ້ຝາປິດເພື່ອປະທັບຕາທຸກຢ່າງກ່ອນການມ້ວນ AFP ສຸດທ້າຍ.”
“ພວກເຮົາກຳລັງພະຍາຍາມທີ່ຈະສຳເລັດແນວຄວາມຄິດດັ່ງກ່າວ,” ລາວກ່າວຕໍ່ໄປ, “ແລະຍັງເລີ່ມທົດສອບການເລືອກວັດສະດຸ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຕ້ານທານທີ່ຈຳເປັນຕໍ່ການເຈາະຂອງອາຍແກັສ H2. ສຳລັບສິ່ງນີ້, ພວກເຮົາສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ວັດສະດຸ thermoplastic ແລະກຳລັງເຮັດວຽກກ່ຽວກັບວິທີທີ່ວັດສະດຸຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ພຶດຕິກຳການຊຶມເຂົ້າ ແລະ ການປະມວນຜົນນີ້ໃນເຄື່ອງ AFP. ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈວ່າການປິ່ນປົວຈະມີຜົນກະທົບຫຼືບໍ່ ແລະ ຖ້າຕ້ອງການການປະມວນຜົນຫຼັງການປະມວນຜົນໃດໆ. ພວກເຮົາຍັງຕ້ອງການຮູ້ວ່າການຊ້ອນກັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການຊຶມເຂົ້າຂອງໄຮໂດເຈນຜ່ານຖັງຄວາມດັນຫຼືບໍ່.”
ຖັງດັ່ງກ່າວຈະເຮັດດ້ວຍພາດສະຕິກທັງໝົດ ແລະ ແຖບດັ່ງກ່າວຈະຖືກສະໜອງໂດຍ Teijin Carbon Europe GmbH (Wuppertal, ເຢຍລະມັນ). “ພວກເຮົາຈະໃຊ້ວັດສະດຸ PPS [polyphenylene sulfide], PEEK [polyether ketone] ແລະ LM PAEK [polyaryl ketone ທີ່ລະລາຍຕ່ຳ] ຂອງເຂົາເຈົ້າ,” Yager ກ່າວ. “ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ການປຽບທຽບຈະຖືກເຮັດເພື່ອເບິ່ງວ່າອັນໃດດີທີ່ສຸດສຳລັບການປ້ອງກັນການເຈາະ ແລະ ການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າ.” ລາວຫວັງວ່າຈະສຳເລັດການທົດສອບ, ການສ້າງແບບຈຳລອງໂຄງສ້າງ ແລະ ຂະບວນການ ແລະ ການສາທິດຄັ້ງທຳອິດພາຍໃນປີໜ້າ.
ວຽກງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ດຳເນີນພາຍໃນໂມດູນ COMET “Polymers4Hydrogen” (ID 21647053) ພາຍໃນໂຄງການ COMET ຂອງກະຊວງການປ່ຽນແປງສະພາບອາກາດ, ສິ່ງແວດລ້ອມ, ພະລັງງານ, ການເຄື່ອນທີ່, ນະວັດຕະກໍາ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຂອງລັດຖະບານກາງ ແລະ ກະຊວງເຕັກໂນໂລຊີດີຈີຕອນ ແລະ ເສດຖະກິດຂອງລັດຖະບານກາງ. ຜູ້ຂຽນຂໍຂອບໃຈຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ເຂົ້າຮ່ວມ Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL, ອອສເຕຣຍ), Montanuniversitaet Leoben (ຄະນະວິສະວະກຳ ແລະ ວິທະຍາສາດໂພລີເມີ, ພະແນກເຄມີສາດວັດສະດຸໂພລີເມີ, ພະແນກວິທະຍາສາດວັດສະດຸ ແລະ ການທົດສອບໂພລີເມີ), ມະຫາວິທະຍາໄລ Tampere (ຄະນະວິສະວະກຳວັດສະດຸ). ວິທະຍາສາດ), Peak Technology ແລະ Faurecia ໄດ້ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນວຽກງານຄົ້ນຄວ້ານີ້. COMET-Modul ໄດ້ຮັບທຶນຈາກລັດຖະບານອອສເຕຣຍ ແລະ ລັດຖະບານຂອງລັດ Styria.
ແຜ່ນເສີມແຮງລ່ວງໜ້າສຳລັບໂຄງສ້າງຮັບນ້ຳໜັກປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໃຍຕໍ່ເນື່ອງ - ບໍ່ພຽງແຕ່ມາຈາກແກ້ວເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງມາຈາກຄາບອນ ແລະ ອາຣາມິດອີກດ້ວຍ.
ມີຫຼາຍວິທີໃນການສ້າງຊິ້ນສ່ວນປະສົມ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເລືອກວິທີການສຳລັບຊິ້ນສ່ວນສະເພາະໃດໜຶ່ງຈະຂຶ້ນກັບວັດສະດຸ, ການອອກແບບຂອງຊິ້ນສ່ວນ, ແລະ ການນຳໃຊ້ສຸດທ້າຍ ຫຼື ການນຳໃຊ້. ນີ້ແມ່ນຄູ່ມືການເລືອກ.
ບໍລິສັດ Shocker Composites ແລະ R&M International ກຳລັງພັດທະນາລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງເສັ້ນໄຍຄາບອນທີ່ນຳມາຣີໄຊເຄີນເຊິ່ງບໍ່ມີການຂ້າສັດ, ມີຕົ້ນທຶນຕ່ຳກວ່າເສັ້ນໄຍບໍລິສຸດ ແລະ ໃນທີ່ສຸດຈະສະເໜີຄວາມຍາວທີ່ໃກ້ຄຽງກັບເສັ້ນໄຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຄຸນສົມບັດທາງໂຄງສ້າງ.