Le traitement par plasma de rotors éoliens géants - efficace, automatique, reproductible
Les éoliennes convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie électrique. Dans les endroits venteux, ces systèmes apportent une contribution significative à la production d'énergie. L'efficacité d'un tel système d'énergie éolienne dépend non seulement de la forme de la construction mais aussi en particulier de sa taille. Les systèmes actuels sont construits pour une production allant jusqu'à 10 mégawatts et avec des profils de pale allant jusqu'à 90 mètres de long.
La technologie requise pour la fabrication et la construction d'un système d'énergie éolienne est similaire à celle de la construction aéronautique. La section transversale et la stabilité mécanique, ainsi que le flux d'air autour du profil de pale, sont basés sur la conception d'ailes d'avion. Les vitesses circonférentielles, qui sont particulièrement élevés dans les extrémités des pales, créent l´usure extrême des matériaux - comme la turbulence de l'air dans la secteur des ultrasons ou une accumulation de glace - comme dans le transport aérien.
Exigences particulières pour la fabrication des rotors éoliens modernes
La conception et la fabrication des rotors éoliens de nouvelle génération imposent des exigences techniques extrêmement élevées, fondamentales pour garantir l'efficacité aérodynamique, la durabilité et la sécurité opérationnelle :
- Matériaux légers, pour réduire les masses en rotation
- Haute résistance structurelle, même en présence de charges dynamiques extrêmes
- Des surfaces lisses et sans turbulences, pour optimiser le flux d'air
- Une qualité et une stabilité élevées de la surface, pour des performances constantes dans le temps
Ces exigences ne peuvent être satisfaites que par l'utilisation de matériaux composites renforcés de fibres, tels que le GRP (Glass Reinforced Plastic) et le CRP/CFRP (Carbon Reinforced Plastic). Comme dans l'industrie aéronautique, le traitement par plasma atmosphérique représente une solution de processus très efficace dans le secteur éolien, permettant une préparation de surface fiable, reproductible et parfaitement intégrable dans les processus de production modernes des rotors.
L'état de la technique en matière de prétraitement de surface pour les pales du rotor CRP est le dépolissage mécanique et le nettoyage avec des solvants. Ce processus conduit à des résultats très inégaux, est nuisible à l'environnement et exige un effort important de travail manuel.
La différence de conductivité thermique entre les fibres elles-mêmes et la matrice des fibres est typique des composants CRP. Les traitements avec une température plus élevée peuvent détruire les propriétés du composite à la surface, comme dans les traitements par la flamme ou au laser.
Avec la technologie Openair-Plasma® , le traitement plasma de composants, même à grande échelle, est possible sans problème. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour la fabrication des pales du rotor en CRP pour les éoliennes.
Un traitement Openair-Plasma® , notamment avec la torche plasma RD2005, permet une activation uniforme de la surface sans application de chaleur. Le résultat d'une telle activation par plasma est une meilleure adhérence de la peinture avec une dispersion uniforme de la peinture pour une utilisation hautement efficace et sans friction des pales du rotor.
PT-Release Le revêtement par plasma: démoulage des composants à fibres composites (CRP et GRP) sans agents de démoulage
En général, les pales du rotor sont fabriquées avec la construction mixte de CFRP et GFRP en demi-coquilles dans le processus de laminage. L'application d'une couche de séparation dans le moule est indispensable pour qu´ultérieurement, le composant fini puisse être retiré du moule. Classiquement, ceci est réalisé avec des agents chimiques de démoulage et doit être réappliqué de nouveau après chaque démoulage. Dans le processus de démoulage, des traces de cette couche de séparation sont transmises à l'élément. Ceux-ci doivent être retirés sans laisser de résidus avant d´être peint.
Le revêtement plasma PT-Release optimise considérablement les processus d'extraction des éléments en matériaux plastiques renforcés CRP et GRP, en améliorant l'efficacité, la qualité de surface et la durabilité du processus de production :
- Revêtement des moules avant laminage à l'aide du procédé PlasmaPlus®, appliqué de manière automatique et robotisée.
- Contrôle précis de l'épaisseur du revêtement polymère, pour une couverture uniforme et reproductible sur toute la surface du moule.
- Haute résistance fonctionnelle : un seul revêtement plasma permet de réaliser jusqu'à environ 50 cycles de moulage, ce qui réduit les délais et les coûts d'exploitation.
- Nettoyage final avec Openair-Plasma® : après l'extraction du composant et avant la peinture, les résidus éventuels sont complètement désagrégés et éliminés, garantissant des surfaces propres et prêtes pour les processus suivants.
Grâce à ces caractéristiques, le système PT-Release développé par Plasmatreat permet une production de composants composites plus fiable, automatisée et respectueuse de l'environnement, idéale pour le secteur éolien et les applications industrielles à hautes performances.
PlasmaPlus® revêtement fonctionnel des pales du rotor: protection contre la corrosion et meilleure aérodynamique pour plus de rendement
Les lois de l’aérodynamique s’appliquent aussi bien à l’efficacité des pales de rotor des systèmes éoliens qu’à celle des avions, dont l’efficacité est déterminée par le frottement de l’air sur la surface des ailes et sur le fuselage. La microstructuration et l’application de surfaces très hydrophobes et texturées réduisent la résistance au frottement. La façon dont le dauphin se déplace dans l’eau (peau de dauphin) en est un modèle.
