Jak projekt GUST promuje odnawialne źródła energii przy użyciu rozwiązań druku 3D Zortrax
Generative Urban Small Turbine (GUST) jest studenckim projektem prowadzonym w Instytucie Maszyn Przepływowych Politechniki Łódzkiej. Jego celem jest opracowanie w pełni funkcjonalnej turbiny wiatrowej oraz promowanie wykorzystywania energii wiatrowej do użytku indywidualnego. Członkowie projektu dążą do zredukowania kosztów pozyskiwania energii elektrycznej oraz możliwości uniezależnienia konsumentów od zewnętrznych dostawców. W swojej pracy korzystają z drukarki 3D Zortrax do udoskonalania turbiny, nad którą pracują od 2016 roku. Oto, jak ten wyjątkowy projekt akademicki z pomocą druku 3D został laureatem drugiego miejsca w Europejskim konkursie na najlepsze turbiny wiatrowe.
Zdjęcie przedstawia turbinę wiatrową GUST bez obudowy (po lewej) oraz z obudową, na której umieszczono logo Zortrax (po prawej).
Druk 3D i ekologia: ograniczenie odpadów i nakładów finansowych w inżynierii
Już od początku swego istnienia projekt GUST odnosił sukcesy. Zajmował pierwsze miejsce w konkursie ISWTC w latach 2016-2018 oraz trzecie w 2019 roku. Konkurs został przerwany z powodu pandemii i wznowiony rok później. W 2021 roku miał być oceniany dodatkowy aspekt – zrównoważony rozwój projektów. Inżynierowie GUST zdali sobie sprawę, że potrzebują rozwiązania, które pozwoli na tanią i szybką wymianę uszkodzonych lub zużytych części bez konieczności wymiany całej turbiny. Rozwiązaniem okazała się wysokiej jakości drukarka 3D – ze swoją potrzebą elastycznej produkcji projekt zgłosił się do naszej firmy.
Zortrax M300 Plus to odpowiednik drukarki 3D używanej przez projekt GUST, obecnie dostępny w naszej ofercie.
„Dzięki zastosowaniu druku 3D jesteśmy w stanie ograniczyć koszty produkcji, a co za tym idzie, także potencjalnej masowej produkcji”, mówi Kamil Gardyjas, przewodniczący GUST. Wprowadzenie tej metody produkcji pozwoliło zaoszczędzić projektowi czas i pieniądze. Pomogło mu także w spełnieniu nowego związanego ze środowiskiem wymogu w konkursie ISWTC i zajęciu drugiego miejsca w jego tegorocznej edycji. Ponadto GUST zwyciężył również w dwóch ogólnopolskich konkursach: EKOInnowatorzy w kategorii eko-innowacyjny projekt studencki oraz KOKOS – konkursie na najlepszą konstrukcję studencką w dziedzinie Ekologii. „Gdyby nie druk 3D, byłoby nam znacznie trudniej to wszystko osiągnąć”, podkreśla Kamil Gardyjas.
Na zdjęciu widoczny jest model kopuły na piastę małej przydomowej turbiny wiatrowej w trakcie druku (po lewej) oraz gotowy wydruk na platformie (po prawej).
Drukarka 3D Zortrax w warsztacie studenckim: ekologiczne szybkie prototypowanie
Do czego konkretnie studenci używają drukarki 3D Zortrax M300? Przede wszystkim do szybkiego prototypowania oraz testowania. Wiele elementów turbiny jest drukowanych w 3D. Wraz z rozwojem GUST – nowymi członkami dołączającymi z każdym kolejnym rokiem akademickim i nowymi pomysłami wdrażanymi do projektu turbina się zmienia. Zespół GUST korzysta z drukarki 3D za każdym razem, gdy potrzebne jest szybkie wprowadzenie poprawek. Zmiany i ulepszenia są następnie testowane w specjalnym tunelu aerodynamicznym w celu sprawdzenia ich funkcjonalności.
Model kopuły na piastę turbiny wiatrowej podczas obróbki końcowej przez jednego z członków zespołu projektowego (po lewej) i element zamontowany na obudowie urządzenia (po prawej).
Drukarka 3D Zortrax M300 jest używana także do stworzenia makiety pokazowej w skali 1:1. W tym roku do wydruków zastosowano zarówno filamenty Zortrax (Z-ABS, Z-ULTRAT, Z-HIPS), jak i filamenty innych producentów. Ustawienia w Z-SUITE najczęściej stosowane przez GUST to ustawienia domyślne dla filamentu Z-ULTRAT. Standardowe zmiany obejmowały: jakość wydruku, wysokość warstwy (w zależności od pożądanej dokładności odwzorowania powierzchni i złożoności danego elementu), poziom wypełnienia oraz ustawienia dotyczące supportów.
Zdjęcia przedstawiają element obudowy (korpus) turbiny wiatrowej tuż po wydrukowaniu.
Druk 3D w edukacji: zrozumienie aerodynamiki z pomocą druku 3D
Oprócz prototypowania i elastycznej produkcji, drukarkę 3D Zortrax GUST wykorzystuje także do prowadzenia pionierskich badań w eksperymentalnej kampanii poświęconej aerodynamice łopat turbiny. Studenci projektują, badają numerycznie nowe geometrie łopat wirnika, a w następnym kroku – korzystając z wydruków na drukarce Zortrax – testują wirniki eksperymentalnie. To wszystko odbywa się z wykorzystaniem tunelu aerodynamicznego niskich prędkości znajdującym się w Instytucie Maszyn Przepływowych Politechniki Łódzkiej [1].
Wyżej wymienione działania i wprowadzane do turbiny ulepszenia mogły zostać zweryfikowane w konkursie ISWTC i testach w pełnowymiarowym tunelu aerodynamicznym w Delft w Holandii. Ten ostatni etap związany jest nie tylko z bezpośrednią rywalizacją z innymi zespołami z całego świata, ale również z możliwością zbadania prototypu turbiny w skali 1:1. W tegorocznej edycji konkursu GUST zdobył drugie miejsce, ale nie zamierza na tym poprzestawać. Zespół planuje dalszą optymalizację i doskonalenie swojej ekologicznej turbiny na kolejne edycje ISWTC. Teraz, mając do dyspozycji drukarkę 3D Zortrax, będzie to znacznie łatwiejsze.
Zdjęcie przedstawia turbinę wiatrową GUST na konkursie ISWTC w Holandii.
Dowiedz się więcej o Zortrax M300 Plus – odpowiedniku drukarki 3D używanej przez GUST aktualnie dostępnej w naszej ofercie.
Poznaj inne ciekawe historie użytkowników drukarek 3D Zortrax dostępne na naszym blogu.