W ostatnim kwartale zeszłego roku mieliśmy przyjemność wspierać ciekawą pracę dyplomową, której przedmiotem jest badanie efektywności energetycznej turbin wiatrowych. Pani Agata Górniak, która jest autorką pracy, studiuje na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu i podeszła do tematu w niekonwencjonalny sposób. Podczas projektowania kształtów turbin Pani Agata postanowiła wykonać prototypowe turbiny przy wykorzystaniu druku 3D. Praca została wykonana na wydziale Przyrodniczo – Technologicznym pod okiem doktora inżyniera Przemysława Kobel.
Krótki opis zakresu pracy
Celem realizowanej pracy inżynierskiej było zaprojektowanie i wykonanie prototypowych modeli turbin wiatrowych. Skupiono się na turbinach o osi pionowej ponieważ pozwalają one na większą dowolność kształtu jak i ilości samych łopat. Zaproponowano kilka rodzajów takich turbin w celu porównania ich parametrów związanych głównie z efektywnością energetyczną. Do badań wykorzystane zostało specjalne stanowisko badawcze „Windtrainer junior” niemieckiej firmy IKS Photovoltaik, które składa się z dmuchawy o nastawnej prędkości wiatru oraz generatora prądu, na którego trzpieniu montowane są badane turbiny. Podczas badania odczytywana jest charakterystyka prądowo-napięciowa w zależności od ustawionej rezystancji. Dane na temat napięcia i natężenia generowanego prądu są odczytywane bezpośrednio z mierników urządzenia i służą one dalszym obliczeniom mocy i sprawności turbin.
Jak wykorzystano technologie przyrostowe?
W inżynierii istnieje popularne powiedzenie „projekt przyjmie wszystko”, które co do zasady ma wskazywać na znaczenie wiedzy i doświadczenia w fazie projektowania, tak aby fizyczna realizacja projektu była możliwa oraz przyniosła oczekiwane rezultaty. Dzięki postępującej popularyzacji druku 3D ograniczenia co do wytwarzanych kształtów są coraz mniejsze. Opisywana praca dyplomowa jest na to najlepszym przykładem. Druk 3D prototypowych turbin zastępuje bardzo drogie, dla tego zastosowania, technologie obróbki skrawaniem i pozwala na wykonanie skomplikowanych kształtów. Nie można zapominać o tym, że jeżeli takie turbiny będą wykonywane w większej skali do zajdzie potrzeba wykorzystania innych metod wytwarzania niż druk 3D. Jednak innowacyjne podejście do samej fazy prototypowej pozwala na drastyczne ograniczenie nakładów pieniężnych i czasowych.
Adaptacja do nowych możliwości druku 3D
Młodzi inżynierowie w naturalny sposób wykorzystują w swoich projektach możliwości jakie stwarza im druk 3D. Jest to zjawisko, które przypomina szybką adaptację dzieci do smartfonów i innych urządzeń mobilnych. Najmłodsi od urodzenia mają do czynienia z technologiami z zakresu elektroniki użytkowej i nierzadko zauważamy dzieci próbujące obsługiwać dotykiem telewizory, które jak na razie, w większości przypadków, ekranów dotykowych nie posiadają. Druk 3D powoli staje się czymś co również każdy młody inżynier ma „we krwi”. Pocieszające jest to, że również starsza gwardia inżynierów z wielkim entuzjazmem podchodzi do wielkich możliwości oferowanych przez technologie przyrostowe.
Budowanie świadomości na temat druku 3D
Wiedza na temat możliwości i ograniczeń technologii przyrostowych, obok pozostałych metod wytwórczych, to teraz „must have” każdego inżyniera zajmującego się wytwarzaniem. Miejmy nadzieję, że uczelnie techniczne w Polsce zaadaptują swoje programy tak, aby nadążać w edukacji z duchem czasu jak i duchem wszystkich najnowszych technologii.