在大眾的認識中，或許3D打印隻能做些小玩意，幾十米高的風力發電機似乎與3D打印沒什麽關係。而桑迪亞國家實驗室再一次刷新了我們的認識，桑迪亞去年探索了3D打印的太陽能電池板，最近又開發出由3D打印模具製造的第一台風力發單機的巨大葉片，並由此獲得了技術轉讓聯邦實驗室聯盟的2018年國家技術焦點獎。
風力發電機巨型葉片模具
風能是可持續性和可靠性方麵最有前途的資源之一，但所使用的風機技術仍不完善。平均渦輪葉片的大小意味著測試和原型設計可能過於昂貴和耗時。與傳統鑄造方法相比，3D打印可以解決這個問題，因為它具有改進的設計靈活性和生產速度。
為了製造渦輪葉片，桑迪亞與3D打印領域的領導者橡樹嶺國家實驗室以及全美最大的風力渦輪機葉片獨立製造商TPIComposites合作。桑迪亞研究員JoshPaquette表示：“桑迪亞的風能部門在設計葉片方麵擁有豐富的經驗，但我們的團隊無法使用增材製造。”“這個項目是結合兩個實驗室的專業知識和行業顧問的機會，可以立即將這些知識帶入私營部門。”
使用3D打印技術可以大大縮短新渦輪葉片的原型設計階段。用於製造模具的傳統方法非常耗時且耗費勞動力，並且每個新的模型原型將需要大約16個月的時間才能完成，然後葉片最終可以建成並在其上進行測試。3D打印模具將這一次縮短到僅僅三個月。
由桑迪亞和合作夥伴製造的風力發電機組相對較小，長13米（42.6英尺）。桑迪亞領導了生產葉片的設計階段，其中包括評估使用增材製造的可行性。谘詢了TPI有關機械參數的信息，並執行了成功模製葉片所需的結構CAD設計。ORNL然後在短短的兩周內在幾個部分打印出模具。刀片本身的最終組裝和製造是在TPI進行的。
該協作式數字方法使總生產時間縮短一年多。在未來，這將導致成本的降低，並為工程師創造更自由設計和更廣泛地測試他們的想法的機會。現在可以采取3D打印技術，可以做出更多的創新和更多潛在的能源效率改進方法。
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