グリーンエネルギー産業におけるCNC機械加工の役割

エネルギー部門は現代社会の生命線であり、すべてのデバイスと業界に継続的に電力を供給しています。その結果、この絶え間ない注意深いエネルギー生産には、石油およびガス産業用の油圧バルブから太陽電池、風力タービン部品まで、あらゆる種類の高度な機器が必要です。 CNCは、これらの複雑なデバイスを作成する上で非常に重要です。

航空宇宙や自動車を除けば、エネルギー生産はCNC機械加工の最大の用途の1つです。しかし、エネルギー産業は、従来のエネルギー源と並んで、より新しく、より環境に優しい形の電力のための余地を作るか、（より根本的に）再生可能エネルギーのために石油とガスを完全に放棄しなければならないかもしれない転換点にあります。結局のところ、再生可能エネルギー部門は2007年から2017年にかけて毎年5％成長し、イニシアチブが増え、世界的な支持も増えています。

一般的に、CNC部品と高度な機械加工により、発電ツールと部品の品質と効率が向上します。この記事では、CNCがこのシフトで重要な役割を果たしている主な方法のいくつかを見ていきます。

風力

風力エネルギーの生産には、精度を維持しながら多大なストレスをかけることができる耐久性のある長持ちする部品が必要です。メーカーは、最小限の摩耗で風圧を処理するための正確なブレードを製造する必要があります。金属と炭素繊維の機械加工は、ブレードの製造だけでなく、角度を調整する巨大なベアリングのような部品でも重要です。 CNCを使用すると、風力タービンの調整メカニズムの巨大なベアリングを、通常は小さな部品用に確保された精度で製造できます。これらは、機動性が性能に深刻な影響を与える巨大な部品であるため、（飛行機のエンジンブレードのように）非常に正確である必要があります。

一般的に、多目的旋盤は、ギア、ギアボックスハウジング、およびローターに使用されます。平均的な風力タービンのサイズを考慮すると、大型で頑丈な機械が必要であり、歯車の製造の約90％が金属切削を伴います。最近では、これはホブまたはディスクカッターを使用した歯車のフライス盤によって支配されています。同様に、CNC掘削機は、さまざまなエネルギーシステムのチューブシェル熱交換器の穴を処理するためによく使用されます。

風力タービンや風車では、強化炭素繊維プラスチックやガラス繊維材料を処理するCNCマシンが必要です。材質的には、ローターブレードには中空コアのグラスファイバー、アルミ、軽量ウッドを使用することもできます。ほとんどのローターブレードのブレードプロファイルは飛行機のそれと非常に似ているため、これらのマシンにはかなりの高い精度が必要です。

太陽光発電

ソーラーパネル自体の他に、フレーム、バックレール、キャリアレールなど、正確な製造が必要なさまざまな部品があります。フライス盤と穴あけ機はそのようなプロジェクトに理想的であり、多くの企業はソーラーパネル部品を製造するために特別にCNC機械を販売しています。大規模なソーラーパネルの生産ラインでさえ、切断や穴あけなどの複数のタイプのCNCプロセスが組み込まれていますが、同時に作業するオペレーターと連携して複数の非CNCプロセスも必要です。

生産ラインは大規模で派手なものになる可能性があるため、ファナックのような企業は、より柔軟で作業スペースの経済性を備えた形状を処理できる多用途のロボットアームを提供してきました。同様に、Beam cutのような企業は、プロセスを簡素化し、操作に1人しか必要としないソーラーパネル製造に特化したソフトウェアを提供しています。これは、CNCがスペースと労働力の利用を解放する方法の1つです。

ソーラーパネルメーカーは、フレームやハウジングにターニングセンターやワイヤーカッターを使用することがよくあります。プラズマおよびファイバーレーザー切断機は、ソーラーパネルの製造に特化していることが多く、パネル自体を分割するためにさまざまなレーザーが使用されることがよくあります。同様に、Protolabsのような企業は、CNC機械加工と3D印刷を組み合わせて、ソーラーパネルを製造しています。これは、太陽光発電業界内にハイブリッド製造の余地がある可能性があることを示しています。

水力発電

水力タービンと発電機は単なる巨大な機械ではありません。また、圧力や水による損傷に対して耐久性があり、同じ品質の金属で構成されている必要があります。多くの場合、カーボンやステンレス鋼の部品が使用されます。世界中の企業がCNCテクノロジーを使用して、単純なシャフトやブッシングから水車のハウジング、インペラー、カバーまで、あらゆる種類のコンポーネントを製造しています。

これには、通常の旋削、ラインボーリング、フライス盤が含まれますが、プラントのニーズに応じて、大規模になることがよくあります。参考までに、北米のキャニオンハイドロは、直径16フィート、重量25トンまでのペルトン水力タービンとフランシス水力タービンを製造できる7軸CNCフライス盤を使用しています。 CNCマシンは、タービンのマイナーな（しかし潜在的に影響力のある）欠陥を修正します。これは、製造センターにある他の多くの機械の1つです。さらに大規模なフォイトハイドロのヨーク施設では、直径が42フィート（12.80 m）を超え、重量が350トン（317.5トン）を超える可能性のあるワークピースを加工しています。

ダムや水力発電所のゲートの開発には、タービンの他に、CNCフライス盤やその他の機械加工技術が使用されています。場合によっては、さまざまなCNCマシンの成長により、遠く離れた工場から持ち込まれるのではなく、そのような部品の製造を現場で行うことが可能になりました。

全体として、グリーンエネルギーの世界は、CNC機械加工と最新技術から多大な恩恵を受けています。それらの機能のほんの一部に過ぎませんが、すでに非常に多くのアプリケーション、利点、およびユースケースがあります。