Sandia ha vinto il Technology Focus Award del Federal Laboratory Consortium for Technology Transfer 2018, per lo sviluppo delle prime pale per turbine eoliche fabbricate da uno stampo stampato in 3D.
Sandia ha lavorato al miglioramento della tecnologia energetica, con particolare attenzione alla sostenibilità, e la stampa 3D è diventata un fattore chiave. I pannelli solari stampati in 3D sono stati testati lo scorso anno e il laboratorio ha provato delle turbine eoliche stampate in 3D .
L’energia eolica è una delle fonti più promettenti in termini di sostenibilità e affidabilità, ma la tecnologia della turbina è ancora imperfetta. La dimensione della pala della turbina media significa che il test e la prototipazione possono essere proibitivi e dispendiosi in termini di tempo. La stampa 3D potrebbe risolvere questo problema grazie alla sua maggiore flessibilità di progettazione e alla velocità di produzione rispetto ai metodi di fusione convenzionali.
Per fabbricare le pale della turbina, Sandia ha collaborato con l’Oak Ridge National Laboratory, leader nel campo della stampa 3D, nonché TPI Composites, il più grande produttore indipendente di pale eoliche della nazione. “Il reparto eolico di Sandia ha esperienza nella progettazione di pale, ma il nostro gruppo non lavora con la produzione additiva”, ha affermato il ricercatore di Sandia Josh Paquette. “Questo progetto è stato l’occasione per unire le competenze di due laboratori e un consulente del settore che potrebbe portare immediatamente queste conoscenze nel settore privato”.
L’utilizzo della tecnologia di stampa 3D consente di ridurre drasticamente la fase di prototipazione per le nuove pale della turbina. I metodi convenzionali per realizzare uno stampo erano incredibilmente lunghi e laboriosi e ogni nuovo prototipo di stampo impiegava circa 16 mesi per essere completato, prima che la lama potesse essere costruita e test eseguiti su di essa. La stampa 3D dello stampo ha invece ridotto questo tempo a soli tre mesi.
La turbina eolica prodotta da Sandia e dai suoi partner era di dimensioni relativamente piccole, 13 metri (42,6 piedi) di lunghezza. Sandia ha guidato la fase di progettazione della produzione della lama, che comprendeva una valutazione della fattibilità dell’uso della produzione additiva. I TPI sono stati consultati sui parametri meccanici e hanno eseguito il progetto strutturale CAD richiesto per modellare con successo la lama. ORNL quindi 3D stampò lo stampo in diverse sezioni, in sole due settimane. L’assemblaggio finale e la produzione della lama stessa sono stati effettuati presso TPI.
L’approccio digitale collaborativo ha permesso di ridurre i tempi di produzione totali di oltre un anno. In futuro, ciò porterà a una riduzione dei costi e creerà opportunità per gli ingegneri di progettare più liberamente e testare le loro idee in modo più approfondito. Il tipo di rischi che potrebbero ora essere presi consentirà una maggiore innovazione e maggiori potenziali miglioramenti nell’efficienza energetica.
I vincitori del Technology Focus Award sono stati premiati il 25 aprile 2018, durante una cerimonia di premiazione durante l’incontro nazionale del consorzio del Federal Laboratory a Philadelphia, in Pennsylvania. Sandia ha ricevuto il premio per il suo approccio collaborativo alla risoluzione di un pressante problema del settore. A Sandia è stato inoltre conferito il premio Excellence in Technology Transfer per l’FLC per pellicole per vetri nanomateriali avanzati, che potrebbero risparmiare ogni anno miliardi di costi energetici.
