Революция в инженерии: лопасти для ветрогенераторов печатаются на 4Д-принтере

Учёные Университета Конкордия в Канаде представили новую технологию, которая, как ожидается, совершит значительный прорыв в сфере возобновляемой энергетики. Исследователи разработали метод изготовления лопастей для вертикальных ветрогенераторов с помощью 4Д-печати вместо традиционного литья или штамповки. Этот метод существенно снижает производственные затраты и упрощает процесс. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает .

Особенность 4Д-технологии заключается в том, что лопасти изначально печатаются не в готовой изогнутой форме, а в виде абсолютно плоского композитного материала. По завершении производства эти плоские детали без какого-либо внешнего механического воздействия самостоятельно принимают нужную аэродинамическую форму. Это полностью устраняет необходимость в сложных формах и дорогостоящем оборудовании для обработки.

Секрет саморазвертывающихся конструкций

Как поясняют авторы проекта, процесс основан на принципе «обратного проектирования». Инженеры сначала рассчитывают окончательную форму лопасти, а затем определяют, как следует располагать слои углеволокна и эпоксидной смолы. Когда композитный материал начинает затвердевать и остывать, внутри него возникает внутреннее напряжение, которое и заставляет деталь изогнуться в заранее заданную точную форму.

Результаты лабораторных испытаний превзошли ожидания. Выяснилось, что композитные лопасти, изготовленные новым методом, примерно на 80 процентов легче традиционных алюминиевых аналогов. При этом они полностью сохранили свои аэродинамические характеристики. Это является важным фактором для повышения эффективности устройств ветроэнергетики.

В ходе исследования было замечено, что турбины с новыми лопастями вращаются даже быстрее устройств с металлическими лопастями. Это приводит к увеличению объёмов вырабатываемой энергии. Учёные отмечают, что данная технология особенно перспективна для небольших вертикальных ветрогенераторов, устанавливаемых на крышах городских зданий.

В таких странах, как Узбекистан, где усиливается внимание к возобновляемым источникам энергии, распространение подобных недорогих и эффективных технологий имеет важное значение. В будущем этот подход может найти широкое применение не только в энергетике, но и в других отраслях, требующих сложных по форме и лёгких деталей, таких как авиация и автомобилестроение.