استفاده از مغزی، در كامپوزیت ها تغییراتی به وجود می آورد

[*mishi* 11920]

استفاده از مغزی در كامپوزیت ها، پدیده جدیدی نیست. بیش از سه دهه است كه مغزی های فومی، بالسا و لانه زنبوری از مواد اصلی سازه های ساندویچی در بدنه و عرشه قایق ها می باشند و درصدها قطعه به كار رفته در ساخت و ساز، انرژی، زیر ساخت و حمل و نقل به چشم می خورند. در پنج سال اخیر نیز استفاده از مغزی در ساخت تیغه توربین های بادی رشد چشمگیری داشته است و این امر باعث شده كه كاربرد مغزی در سازه های ساندویچی دیگر نیز به طوری بی سابقه ای افزایش یابد. توسعه بازار استفاده از مغزی و تأثیر آن بر صنایع، نحوه تولید و كاربرد مغزی در سازه های كامپوزیتی را تغییر داده است. از طرف دیگر، تولید كنندگان مغزی و سازندگان لوازم مربوط به آن، برآنند تا مغزی جدیدی بسازند كه به وسیله آن بتوان توربین های محكم، سبك و ارزان تولید كرد.

 

نیاز به استفاده از مغزی بر كسی پوشیده نیست. مغزی ها در تمام اشكال خود، چگالی كمی دارند، بنابراین جرم كمی هم داشته و نسبتاً ارزان می باشند. هر سازه ساندویچی، كه مغزی آن با شیشه/ رزین تقویت شده باشد، از انواع دیگر سازه ها كه موادی غیر از مواد مذكور در ساخت آنها به كار رفته باشد، در هر كیلوگرم مقاومت مكانیكی و سفتی بیشتری دارد. به علاوه مغزی های مختلف، از بالسا گرفته تا فوم ها و لانه زنبوری از لحاظ چگالی، شكل، فرآیند، هزینه و خواص فیزیكی تنوع زیادی دارند.

تولیدكنندگان تیغه های توربین، نسبت به كیفیت این محصول حساس می باشند زیرا تیغه های بلندی تولید میكنند كه اغلب سنگین بوده و باید سال ها كار كنند. تولیدكنندگان توربین بعد از طراحی، تیغه های كامپوزیتی خود را از نوعی ترجیح دادند كه با آن تیغه های محكم تری ساخته شده بود.

بیشترین مصرف كننده مغزی

بروز بحرانن اقتصادی اخیر باعث شد كه به مدت پنج سال بخش انرژی بادی رشد یكنواختی داشته باشد با این حال در مقایسه با رشد تولید ناخالص ملی، در این بخش رشد بیشتری وجود داشته است. در زمینه انرژی بادی، آمریكا بیشترین رشد را نشان می دهد كه بخشی از این رشد، به دلیل افزایش قیمت در بازار انرژی و بخش دیگر به خاطر حمایت های دولت می باشد. گرچه بحران اقتصادی، فعالیت انرژی بادی را كند كرد، اما رخ دادهای زیادی حاكی از آن بود كه بخش تولید تیغه توربین از بزرگترین بخش های صنعت كامپوزیت در پنج سال اخیر بوده است. در سال 2008، آقای كریس رد، معاون تحقیقات شركت كامپوزیت ماركت ریپورتس (واقع در ایالت كانك تیكات انگلیس)، پیش بینی كرد تا سال 2017 درجهان 140،000 توربین با ظرفیت mw75% تا mw 5/2 ساخته خواهد شد كه تیغه های آنها از جنس كامپوزیت خواهد بود. این افزایش ظرفیت به تولید بیشتر این تیغه ها در سال 2006 انجامید. شركت های ال.ام ویند پاور و وستاس ویند سیستمز (در دانمارك)، زینمس ای.جی (در آلمان)، تی.پی.آی كامپوزیتس (در آریزونا)، گیمزا (در اسپانیا) و دیگر تولیدكنندگان توربین بادی، در سراسر جهان دارای تجهیزات ساخت توربین، موتور و تیغه می باشند. رشد تولید تیغه های توربین، نه تنها برای صنعت كامپوزیت و انرژی بادی تأثیرات مطلوبی داشته بلكه پیامدهای دیگری هم در بر داشته است. از آنجا كه این توربین ها باید به مدت 25 سال با كمترین فواصل تعمیر و نگهداری كار كنند، باید تیغه هایی ساخته شوند كه استانداردهای دقت عمل، وزن و ثبات كیفیت در آنها رعایت شوند و این خود از مهمترین پیامدهای افزایش تولید این تیغه ها می باشد، البته استانداردهای یاد شده در دهه قبل نیز وجود داشته اند اما امروزه در صنعت، كاربرد عملی پیدا كرده اند. آقای پیتر جورج، رییس مالی بخش رزین و مواد مغزی شركت گوریت (واقع در جزیره وایت انگلستان) و تأمین كننده تجهیزات مروبطه گفت:"كاربرد انرژی بادی از آنچه كه عوام به آن فكر می كنند پیش رفته و به سوی هدف اصلی صنعت یعنی ثبات كیفیت در حال حركت است". در صنعت كامپوزیت، بازار توربینهای بادی بزرگترین مصرف كننده مواد مغزی می باشد، بنابراین فناوری مواد مغزی از نیازهای این بازار میباشد.

ویژگی های مغزی خوب

در صنعت ساخت توربین، مغزی باید خصوصیاتی نظیر خرد شدن و كم حجم بودن را داشته باشد، ضمن اینكه باید با كیفیت مورد نیاز پروژه، تولید شود و در صنعت اتومبیل و هوافضا، مغزی باید حجم زیاد، كارایی بالا و كیفیت عالی داشته باشد. این تحول، بر زنجیره تولید تیغه و خود تولیدكننده مغزی كه بیشترین سهم را در این زنجیره دارد، فشار وارد می كند. در واقع، از یك طرف نوع و كیفیت موادی كه مغزی از آنها ساخته می شود و امروزه این مواد به طور اختصاصی برای ساخت تیغه های توربین تولید می شوند و از طرف دیگر، مقررات كنترل كیفیت كه توسط تولیدكنندگان تیغه توربین وضع شده اند، نشان دهنده این است كه صنعت ساخت توربین مصمم است محصولاتی با كیفیت و دوام بالا تولید كند.

تولیدكنندگان توربین نیز مانند دیگر دست اندركاران كامپوزیت، مواد مختلفی را انتخاب می كنند و از آنها تركیبات مختلفی می سازند تا هم ارزان قیمت بوده و هم عملكرد خوبی داشته باشند. نوع مغزی بر چند استاندارد متریك تأثیر می گذارد كه عبارتند از: ضخامت و استحكام مكانیكی سازه ساندویچی و دوام و قیمت تیغه، بعضی انواع مغزی ها به سازه استحكام مكانیكی بیشتری می دهند اما گران هستند. انواع دیگر مغزی ارزان هستند اما از لحاظ مكانیكی مستحكم نیستند كه در هر دو صورت باید از سازه ساندویچی ضخیم تر استفاده كرد تا این عیوب برطرف شود. بعضی مغزی ها فقط مناسب سطوح صاف هستند، در حالیكه انواع دیگر مغزی، نظیر مغزی لانه زنبوری قابل تزریق نیستند . به علاوه تولیدكنندگان توربین از سیستم cam/cad، تحلیل اجزاء محدود (fea) و شبیه سازی استفاده می كنند تا موادی را كه در توربین ها بهتر كار میكنند، بشناسند و به این ترتیب در قسمت های مختلف تیغه توربین از مواد بهینه استفاده كنند. بعضی تولیدكنندگان تیغه، بالسا را به فوم ترجیح میدهند، در حالیكه دیگران فوم یا تركیبی از مغزی های مختلف را انتخاب می كنند. آقای دان ماریوت، نماینده بخش مهندسی پیشرفته تجهیزات مغزی شركت كری ایتیوفوم (واقع در ایالت میشیگان) اظهار داشت: اگر

تیغه ای ساخته شود كه به خوبی كار كند، عوض كردن آن تیغه، تقریباً غیر ممكن است.

هر شركتی كه در زمینه انرژی بادی كار می كند، تیغه توربین را به روش خود طراحی می كند و برای ساخت آن با تولیكنندگان تیغه قرارداد می بندد. به دلیل ماهیت انرژِی بادی و حجم زیاد تولیدات در صنعت ساخت توربین بادی، اغلب چندین تولیدكننده تیغه توربین، برای یك شركت تیغه ای بر اساس استانداردهای جهانی میسازند. مواد به كار رفته در هر تیغه، مختص تولیدكننده آن است و به صورت راز نگه داشته می شود، با این حال چون موادی كه یك تولیدكننده از آن استفاده می كند، تفاوت مهمی ندارد، می توان به نوع مغزی مورد استفاده و تغییرات احتمالی آن در محل و نحوه استفاده از آن پی برد. آنچه بدیهی است این است كه در عرض پنج سال اخیر، جنس، وزن، ساخت، نیازهای تولید و هزینه در قسمت های مختلف پوسته و شبكه كانال تیغه از

مغزی های متفاوتی استفاده شده است. آقای گوریت جورج اظهار داشت:"می توان به طور نامحدود موادی را انتخاب كرد كه در ساخت مغزی از آنها استفاده شود. باید برای بهترین كاربردها، بهترین مواد را انتخاب كرد".

مفاهیم رایج مغزی

در چند سال اخیر چهار نوع مغزی كه در صنعت ساخت توربین بیشترین كاربرد را داشته اند، شناسایی شده اند. این مواد عبارتند از: بالسا، فوم استایرن اكریلو نیتریل (اس ای ان)، فوم پلی وینیل كلرید (پی وی سی) و فوم پلی اتلین ترفتالات. بالسا اولاً به علت ارزان بودن، ثانیاً به خاطر اینكه مغزی لانه زنبوری آن استحكام مكانیكی زیادی ایجاد می كند (فوت مكعب/ پاوند 5 الی فوت مكعب/ پاوند 15) و ثالثاً چون از منبعی مقاوم و تجدید پذیر نظیر درخت بالسا كه رشد سریعی دارد تأمین می شود، رایج ترین ماده مغزی میباشد. به علت استحكام و سفتی بیشتر تیغه هایی كه از تركیب چند ماده ساخته می شوند، این مواد تركیبی را در قسمت قاعده تیغه به كار می برند (تقریباً 10 متر اول یك تیغه 40متری) با این حال می توان آنها را در سراسر طول تیغه نیز مورد استفاده قرار داد.

خواص مكانیكی بالسا به خاطر بافت ریز سازه ساندویچی آن است، اما اگر در سراسر تیغه از آن استفاده شود، نسبت به مغزی فومی تراكم و وزن بیشتری خواهد داشت. اگرچه تراكم ورقه بالسا متغیر است، ولی میانگین تراكم یك ورقه در حد تارانس سفتی نگه داشته می شود. با این حال، موقع تزریق بافت ریز سازه ساندویچی بالسا، رزین بیشتری جذب می شود و تیغه سنگین تر می شود. مغزی بالسا و مغزی فوم مثل هر مغزی دیگری باید در سطوح خمیده، زاویه دار شوند كه این امر باعث بروز شكاف ها یا چاك هایی در محل زوایای پدیده آمده در سطوح مغزی می شود. این چاك ها به جریان رزین كمك میكنند اما چون با رزین پر می شوند، باعث سنگینی تیغه می شوند. خوشبختانه در مرحله تزریق، چاك ها با رزین پر می شوند و فضای خالی كه به طور ناخواسته در سازه مغزی ایجاد شده بودند، برطرف می گردند.

آقای جك لوگوس، مدیر فروش مغزی شركت نیدا (واقع در ایالت فلوریدا) ظهار داشت: "قیمت رزین یكی از دغدغه های مهم تولید كنندگان تیغه توربین های بادی می باشد. هر عاملی كه به كاهش قیمت سازه های ساندویچی كمك كند، به سود ما خواهد بود."

مغزی ساخته شده از استایرین اكریلونیتریل (اس ای ان) و پی وی سی نسبت به بالسا تراكم كمتری دارند (تقریباً فوت مكعب/ پاوند 4) اما گران تر می باشند. مغزی های استایرن اكریلونیتریل (اس ای ان) و پی وی سی هردو فرمول گرماسخت دارند كه از سازه حفاظت می كنند اما باید ضخامت آنها دو برابر بالسا باشد تا با خواص فیزیكی بالسا مطابق شوند. در نتیجه در محل های نظیر 20 متری قاعده تیغه یا شبكه شیارها كه باید وزن در آن قسمت ها كم باشد ولی استحكام و سفتی قابل قبولی داشته باشند، از مغزی های فومی استفاده میشود.

در مرحله تزریق، استفاده از هر نوع مغزی باید با كنترل جریان رزین همراه باشد تا مغزی خوب خیس شود. جریان رزین را می توان توسط ماشینكاری كانال های جریان رزین واقع در سطح مغزی انجام داد تا انتقال رزین به راحتی صورت پذیرد و رزین روی هر دو سطح مغزی به طور یكنواخت جریان پیدا كند. یكی از اشكالات مغزی نوع پی وی سی این است كه وقتی در فرایند پخت، پیش اغشته روی مغزی را می پوشاند، پف میكند و لایه های سازه ساندویچی ازهم باز میشوند. مغزی استایرن اكریلونیتریل (اس ای ان) و پی وی سی مثل مغزی بالسا باید علامت گذاری یا قطعه قطعه شوند تا بتوان آنها را ابزاركش كرد و با افزایش جذب رزین در چاك ها، قطعه سنگین شود.

منبع: موسسه كامپوزیت ایران- نشریه كامپوزیت

[*mishi* 11920]

مغزی های جدید

مغزی پی ایی تی جدیدترین نوع مغزی در بازار مغزی های فومی می باشد كه در صنعت ساخت توربین پتانسیل رشد زیادی دارد. برخلاف مغزی پی وی سی، مغزی پی ایی تی یك گرمانرم است و به دلایل زیر وارد بازار شده است:

- مغزی پی ایی تی (پلی اتیلن ترفتالات) قابل بازیافت است و از ظروف بازیافتی (عمدتاً بطری های دور ریخته شده پی ایی تی) ساخته می شود.

- پی ایی تی تحت فرایند اكستروژن (فشار) ساخته می شود و تراكم و خواص مكانیكی ثابتی ایجاد می كند.

- در فرآیند پخت وقتی پی ایی تی در تماس با پیش آغشته قرار میگیرد، پف نمی كند.

- پی ایی تی با سیم داغ (هات وایر) یا لیزر، برش داده می شود و به این ترتیب سطح صافی پدید می آید.

- پی ایی تی قابلیت ذوب مجدد دارد، بنابراین هنگام پخت حرارتی بدون استفاده از چسب با بیشتر روكش ها تركیب می شود.

- به دلیل داشتن قابلیت ذوب مجدد، پی ایی تی با استفاده از گرما شكل می پذیرد و بدون اینكه علامت گذاری یا قطعه قطعه شود، برای كاربردهای مشخص می توان آن را پیش شكل داد یا ابعاد آن را از قبل تعیین كرد. (قابل ذكر است كه این نوع قابلیت شكل پذیری از مزایای مخصوص پی ایی تی می باشد. در صنعت ساخت توربین بادی هر ماده ای قابلیت پیش شكل داده شدن ندارد.)

آقای جوپانتالون، مدیر فروش شركت ثری ای كامپوزیتس كورمتریالز (با نام های پیشین شركت آلكان كامپوزیتس واقع در ایالت نیوجرسی و شركت سینز در سوییس)گفت: "تراكم سازه فومی پی ایی تی باید از تراكم استایرن اكریلونیتریل (اس ای ان) و پی وی سی كمی بیشتر باشد تا با استحكام مكانیكی و سفتی این دو تطبیق یابد و تراكم پی ایی تی باید خیلی بیشتر از بالسا باشد تا با خواص آن نیز تطبیق یابد." به گفته آقای پانتالون چند سال پیش شركت او ماده پی ایی تی را به صنعت ساخت توربین معرفی كرد ولی به خاطر اینكه تیغه های موجود در آن زمان از ماده ثابتی ساخته می شدند و این ماده جدید می بایست مورد ارزیابی دقیقی قرار میگرفت، سال ها طول كشید تا صنعت ساخت توربین این ماده را مورد استفاده قرار دهد. به همین علت در ابتدا ماده پی ایی تی را در نیمه سازه هایی نظیر 10 متری نوك یك تیغه توربین به كار بردند. اما با بهینه سازی

پی ایی تی، این پتانسیل وجود دارد كه این ماده در تیغه توربین بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. آقای گوریتس جورج در ادامه گفت:" بهینه كردن ماده پی ایی تی به زمان بیشتری نیاز دارد." حداقل یك ماده یافت می شود كه بین بالسا و مغزی سنتی است. دو سال پیش شركت وب كورتكنالجیز (واقع در اوهایو) این ماده مغزی را كه تی كور نامیده می شود و به سبكی فوم می باشد و خواص مكانیكی بالسا را دارد و قیمت آن نیز با بالسا تفاوتی ندارد، به بازار معرفی كرد. شركت وب كور چسب های ساندویچی پلی اورتانی (تی كور) با سلول های بسته در اختیار دارد كه به طور مارپیچ به دسته های كوچك الیاف شیشه می پیچند و بسته به كاربرد مورد نظر، فاصله بین دسته الیاف آنها متغیر است. هر چه دسته الیاف به هم نزدیك تر باشند، استحكام و سفتی چسبهای ساندویچی بیشتر می شود. توسط پوشش سطوح از جنس الیاف شیشه، چسب ها گردآوری میشوند و در كنار هم نگه داشته می شوند و ورق های مغزی به ابعاد 2/1 در 4/2 متر به دست می آید. از آنجایی كه فوم های ساخته شده، فوم سازه ای نیستند و پلی اورتانی با تراكم پایین می باشند، تنها به عنوان حامل الیاف شیشه در روش پیچش الیاف به كار می روند كه پس از تزریق رزین و پخت، باعث ایجاد استحكام و سفتی می شوند. به علاوه این ماده ذاتاً انعطاف پذیر است و به همین علت به علامتگذاری یا چاك دادن نیازی ندارد. آقای اسكات كمپ بل، مدیر عامل فروش شركت وب كور گفت:" چسب ساندویچی پلی اورتان (تی كور) بین 12 تا 78 میلیمتر ضخامت دارد و همان كارآیی، قیمت و وزن بالسا را داراست و به اندازه بالسا هم باعث صرفه جویی در استفاده از رزین می شود." وی افزود: "در محلی كه استایرین اكریلونیتریل (اس ای ان) و

پی وی سی سنتی به كار می رفتند، یعنی در شبكه شیارهای تیغه و همچنین در قسمت میانی تیغه

می توان از تی كور استفاده كرد." شركت وب كور مشتری معروفی دارد كه سازنده تیغه توربین می باشد و ظرف دو سال گذشته به جای بالسا در تمام تیغه های توربین خود از تی كور استفاده كرده است. آقای كمپ بل در ادامه افزود:" در تیغه های توربین این شركت، همواره كیفیت ماده تی كور مورد ارزیابی قرار میگیرد."

تولیدكنندگان مواد مغزی برای صنعت ساخت توربین بر این باورند كه تولید تیغه هایی با كیفیت مطلوب منوط به نظارت دقیق و مستمر بر كیفیت مواد خام آن میباشد. صنعت مذكور استانداردهای ساخت اتومبیل است

(عده ای معتقدند این استانداردها شبیه استانداردهای صنعت هوافضا می باشند)، این صنعت حتی از استانداردهای پی پی ای پی (فرایند تأیید تولید قطعه) كه در حال حاضر در صنعت اتومبیل سازی به كار می رود نیز استفاده می كند. به علاوه همه تولیدكنندگان تیغه به طور مستند ثابت كنند كه مواد تولیدی آنها ویژگی های مورد نیاز مشتریان را دارا بوده و این تولیدكنندگان باید بتوانند پاسخگوی نتایج به دست آمده باشند. آقای پانتالون گفت:" مایك مشتری داشتیم كه می خواست بداند بالسای مصرف شده از كدام درخت در كشور اكوادور گرفته شده است؟"

كیفیت تجهیزات تولید مغزی

در هیچ صنعتی به اندازه صنعت تجهیزات تولید مغزی، به كیفیت و دقت عمل، تا این اندازه بها داده نمی شود. سازندگان این تجهیزات، شركت هایی هستند كه مواد مغزی را به صورت ورق هایی از بالسا و فوم به تولیدكنندگان تیغه های توربین تحویل می دهند و یا این ورق ها را در اندازه ها و ابعاد خاص ماشینكاری كرده و آنها را قالبگیری می كنند.

گرچه سال هاست كه از چنین تجهیزاتی در ساخت قایق های كامپوزیتی استفاده می شود، اما شركت كری ایتیو فومز ماریوت معتقد است تولیدكنندگان تیغه های توربین در ماشینكاری مغزی به طور روز افزون به تلرنس بالاتری نیاز دارند. مغزی باید با چنان دقتی بریده شود كه وقتی در قالب قرار میگیرد، نه تنها شكل و ضخامت مطلوب را داشته باشد، بلكه بین لایه های مغزی تا حد ممكن شكافی وجود نداشته باشد، لازم به ذكر است كه تلرانس شكاف در سرتاسر تیغه 2 میلیمتر است. همانطور كه قبلاً گفته شد به این ترتیب از جمع شدن رزین در این شكاف ها جلوگیری می شود و حین تزریق از جاری شدن رزین جلوگیری می شود. در این روش وزن تیغه ساخته شده ثابت و قابل پیش بینی خواهد بود و برای تولیدكننده این امكان فراهم می شود كه مقدار رزین را دقیقاً محاسبه كند. آقای كمپ بل، مدیر شركت وب كور توضیح داد: " نظارت بر اندازه شكاف و ثابت نگه داشتن امر مهم است، زیرا موقع بر پا كردن توربین، هر سه تیغه آن نباید سنگین تر از وزنی باشند كه پیش بینی شده است. تیغه ای در حال تعادل نباشد حین كار كردن تنش پیش بینی نشده ای ایجاد می كند كه به كوتاه شدن طول عمر سازه منجر می شود. در این موارد از وزنه تعادل استفاده می كنند تا وزن تیغه را به اندازه لازم برسانند و تیغه به حالت تعادل در بیاید. آقای كمپ بل گفت: " نمدانم بدون استفاده از این وزنه های تعادل می توان این سه تیغه را روی پایه ای سوار كرد یا خیر؟ اما فناوری ساخت توربین در این جهت به پیش می رود كه بدون استفاده از وزنه های تعادل، توربین را به حالت تعادل در آورد."

آقای كمپ بل یادآور شد كه ورق های نسبتاً بزرگ تی كور با به حداقل رساندن مصرف رزین، تعداد شكاف ها را در تیغه كاهش می دهند و به این ترتیب فرایند تزریق، با ثبات بیشتری انجام می شود و وزن مجموعه تیغه ها تقریباً همان وزنی خواهد بود كه طبق طراحی آنها تعیین شده است.

[*mishi* 11920]

مغزی توربین- آقای پیتر جورج، رئیس مالی بخش رزین شركت گوریت اظهار داشت:" تولید تیغه توربین به صورت شغلی درآمده كه نیاز به آن درحال افزایش است. تولید كنندگان تیغه باید به طور مداوم سازه های بزرگی را به صورت انبوه تولید كنند. شواهدی در دست است كه در صنعت ساخت توربین، سازه هایی تولید می شوند كه به بزرگی قطعات تولید شده در صنعت خودرو می باشند. در ساخت تیغه به صورت انبوه، تمام تخصص ها مورد نیاز هستند. به علاوه سیر تكاملی تولید تیغه به سمت ساخت توربینهایی با انداره های بزرگتر است كه در ساحل قرار می گیرند. گرچه تیغه های استاندارد 40 متری هنوز برای توربین هایی با قدرت 2 تا 5/2 مگاوات كه در دریا قرار گرفته اند، متناسبند ولی قبلاً در توربین هایی با قدرت 5 تا 6 مگاوات، طول تیغه ها بین 70 تا 90 متر بود. سازه هایی با این اندازه برای تحمل كردن بارهای پیچشی و خمشی باید در محیط هایی قرار گیرند كه به تعمیر و نگهداری دائمی نیازی نداشته باشند، پس باید كیفیت خیلی خوبی داشته باشند و در آنها از مواد سبك استفاده شود ولی در مورد توربین هایی كه در خشكی مورد استفاده قرار میگیرند رعایت این نكات الزامی نیست.

هنوز استفاده از مغزی با خصوصیاتی كه ذكر شد، توسط تولیدكنندگان تیغه، تعیین می گردد. در ساخت توربینهای بزرگ تر از فناوری رایج در تولید مغزی استفاده می شود اما در ساخت سازه های ساندویچی

ضخیم تر، روش های مكانیكی پیچیده تری به كار می رود. مواد جدیدی كه نسبت استحكام به وزن بیشتری از خود نشان می دهند، نظیر مواد موجود در بازار كه آنها هم همین خاصیت را دارند، در تولید مغزی برای خود جایگاهی می یابند.

آقای جورج افزود:" با توجه به این كه تیغه های بزرگتر علاوه بر ویژگی های منحصر به فردی كه دارند، نواقصی نیز دارند كه نباید از نظر دور داشت، ولی تمام تولیدكنندگان مغزی باید آگاه باشند كه می توان با تغییر مغزی این نواقص را برطرف كرد." یك تولیدكننده مغزی باید در زمینه های مختلف تخصص داشته باشد. وی در ادامه گفت:" برای رشد كردن در بازار صنعت تولید تیغه، آشنایی كلی با سازه توربین بادی یكی از ضروریات محسوب میشود."

پی ایی تی، اس ای ان و پی وی سی به عنوان منابع تولید مغزی فومی برای توربین ها

فوم پلی اتیلن ترفتالات (PET) كه در آینده به عنوان مغزی مورد استفاده قرار میگیرد، از هم اكنون به صنعت كامپوزیت وارد شده است. تقریباً تمام تولیدكنندگان بزرگ مغزی، پی ایی تی را به عنوان ماده مخصوصی معرفی كرده اند كه در بخش هایی از صنعت ساخت توربین به كار میرود. پی ایی تی همیشه به عنوان یك ماده شناخته نمی شود اما با ویژگی هایی نظیر "تجدیدپذیر" و گرمانرم "بودن در ساخت محصولات تولیدكنندگان به كار میرود و بر كیفیت این محصولات می افزاید. پی ایی تی فراوان ترین پلیمر در جهان و ماده اصلی تمام بطریهای آب و نوشابه می باشد، اما كارشناسان معتقدند هنوز نمی توان آن را جایگزین مغزی های دیگر كرد. تا وقتی كه كارایی پی ایی تی ارتقاء یابد، فوم های استایرین اكریلونیتریل (اس ای ان) و پلی وینیل كلراید

(پی وی سی) مانند گذشته به عنوان مغزی های استاندارد مورد استفاده قرار می گیرند. سه مغزی فوق از طریق شركت های زیر تأمین می شوند:

- شركت ثری ای كامپوزیتس (با نام قبلی آلكان كامپوزیتس واقع در ایالت نیوجرسی و سوییس) فوم پی ایی تی را به عنوان مغزی معرفی كرده است و امتیاز تولید آن را دارا می باشد. اولین تیغه توربین این شركت از جنس فوم AIREXT92PET بود كه با تزریق خلاً، چسب، پیش آغشته، آر تی ام، قالبگیری فشاری و شكل دادن با گرما قابل رقابت است.

- شركت آرماسل (واقع در كارولینای شمالی) مغزی پی ایی تی ساخت خود را كه آرمافورم پی ایی تی نام دارد عرضه می كند. مغزی دیگر این شركت آرمافورم پی ایی تی گرین می باشد كه كلمه گرین (سبز) نشان دهنده قابل بازیافت بودن این ماده است و از بطری های قابل بازیافت پی ایی تی ساخته می شود.

- شركت دی آی ای بی سیلز (واقع در تگزاس) پی ایی تی خود را با نام دی وینی سل پی عرضه می كند كه غلظت آن فوت مكعب/پاوند 4/9 است و به طوری كه گفته می شود در قالبگیری رزین به روش آر تی ام مورد استفاده قرار می گیرد.

- شركت گوریت (واقع در جزیره وایت انگلستان) رزین و محصولی به نام جی-پی ایی تی را ارائه می دهد كه برای ساخت تیغه های توربین تولید شده است. از خدمات دیگر این شركت ابزاركشی، طراحی و ساخت تجهیزات می باشد.

- شركت نیدا-كور (واقع در ایالت فلوریدا) مطابق با نیازهای این شركت، نیدا فوم پی ایی تی راساخته است. 95% ساخت این ماده به صورت سلول های بسته می باشد و با گرما شكل داده شده است، ضمناً نسبت به مواد شیمیایی و گرما مقاوم است.

- مغزی های فومی اس ای ان شركت گوریت از نوع T -Foam و Corecell و K –Foam می باشند كه در صنعت ساخت توربین، هر دوی آنها جایگزینی برای پی وی سی یا بالسا می باشند و پف نمی كنند.

T –Foam و K –Foam به ترتیب می توانند تا دمای 120 درجه سانتی گراد و 140 درجه سانتی گراد را تحمل كنند.

- مغزی های فومی پی وی سی شركت ثری ای كامپوزیتس با نام تجاری Airex C71 و C72 موجود می باشند و در تیغه های توربین و سازه های سلولی یك شكل و در كاربردهایی با جذب پایین رزین مورد استفاده قرار میگیرند.

- پی وی سی های شركت دی آی ای بی با نام تجاری Divinycell H و HP موجود می باشند. Divinycell H برای سیستم های تزریقی طراحی شده است، در حالیكه HP برای پیش آغشته هایی كه در دمای متوسط فعالیت می كنند، ساخت شده است.

وضعیت اقتصادی صنعت توربین بادی

رشد فزاینده صنعت توربین بادی فقط برای كسانی تعجب انگیز است كه به نقش این صنعت در افزایش رشد اقتصادی جهان توجهی ندارند. در عرض پنج سال گذشته، قیمت انرژی الكتریسیته كه از سوخت های فسیلی (نفت، گاز طبیعی و ذغال سنگ) تأمین شده بود از 54/1 میلیون دلار در هر كیلوژول در سال 2005 به 22/2 میلیون دلار در هر كیلوژول در سال 2010 رسید. قیمت نفت نیز با یك سیر صعودی از 50 دلار در هر بشكه در سال 2005 به 140 دلار در هر بشكه در اواسط سال 2008 رسید و در حال حاضر این قیمت به 75 دلار در هر بشكه رسیده و این كاهش قیمت به خاطر بحران اقتصادی می باشد كه مصرف نفت را كاهش داده است. افزایش قیمت 25 دلاری در هر بشكه نفت و عدم ثبات قیمت نفت، باعث شد انرژی الكتریكی به وسیله توربینهای بادی تولید شود و قیمت آن پایین بیاید. دولت آمریكا هر سال مالیات تولیدكنندگان انرژی های تجدیدپذیر را كاهش می دهد. سازندگان توربین های بادی نیز جزء این گروه قرار می گیرند. در عرض چند سال اخیر، این اعتبار مالیاتی برای رشد صنعت انرژی بادی در آمریكا، انگیزه بیشتری ایجاد كرده است. در سال 2009 كنگره آمریكا با برطرف كردن بی ثباتی كه در قیمت نفت وجود داشت، برای چند سال اعتبار مالیاتی تولیدكنندگان (PTC) را تمدید گرد، با اینحال مجریان این طرح منتظر تصمیم جدیدتری هستند تا انگیزه رشد صنعت انرژی بادی را زنده نگه دارد. اجرای پی تی سی باعث شد كه در ده ساله اول به كارگیری تجهیزات انرژیهای تجدیدپذیر، در هر كیلو وات ساعت 1/2 سنت صرفه جویی شود. تمام این عوامل جمع شدند تا همگان خواهان منابع انرژی های تجدیدپذیر باشند (و دولت فعلی ایالات متحده نیز بر این خواسته مهر تأیید زد.)

اما همیشه وضع به همین منوال نیست. طی دورانی كه قیمت سوخت های فسیلی افزایش یافته بود، در آمریكا انرزی بادی، صنعت كوچكی محسوب می شد كه رشد یكنواختی داشت ولی نسبت به نفت، گاز و ذغال سنگ گران تر بود، تعداد نه چندان زیادی توربین ساخته و نصب شده بود ولی این تعداد در حال افزایش بود. در سال 1999 ظرفیت توربین های نصب شده معادل 11،575 مگاوات، در سال 2007 معادل 16،907 مگاوات، در سال 2008 معادل 25،410 مگاوات و در سال 2009 معادل 34،863 مگاوات افزایش یافت.