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加拿大博士生为偏远地区开发3D打印风力发电机

发布时间: 2015-02-11 07:02 来源: 天工社 作者: 网络 点击: 我要评论 条评论)

我们已经知道,3D打印具有彻底改变第三世界国家人民生活得潜力,因为它其实是一种廉价的制造技术,易于使用和运输,可以很容易地制造出任何你需要的物品。毫不意外,一些专门针对第三世界国家的公益项目把目光转向的3D打印,比如用3D打印技术为贫民窟制造安全可靠的屋顶等。

但你是否知道,3D打印机,甚至是普通的桌面式FDM3D打印机,可以将电力带到偏远的丛林?来自加拿大的创业者兼温莎大学的博士生KyleBassett近日设计出了一个巧妙的项目,可以通过3D打印小型风力涡轮机产生可以满足基本需求的足够电力,比如为您的手机充电等。

他的项目的名字叫“小小风力发电机,创造大不同(ASmallWindTurbinetoMakeaBigDifference)”,正如您在照片上看到的那样,Kyle设计的3D风力涡轮机外形非常特别。Kyle解释说,这是因为他的设计进行了优化,可以在任何天气条件和任何地点产生电力。

“我的风力发电机组的设计——尤其是帆叶片方面——将古老的风车设计和现代高速帆船技术结合了起来,使叶片可以捕获低速的风,而且可以通过空气动力学原理加速至超越风的速度。”Kyle向我们解释说,“叶片被设计成竖轴式排列,这样从任何方向吹来的风都能驱动涡轮机。叶片将风能转化成动能,而一个小发电机再将动能转化成电的形式。这种电能然后可以通过调节直接为USB供电或为锂电池充电。”

这种巧妙的设计来自Kyler的灵光闪现,并且经过了不停的试错式开发。其实他最初的目标地很简单,就是简化小型风力发电机的制造工艺,并使其能够为手电筒和手机等供电。“我硕士学位毕业后在中美洲偏远地区住了约18个月,看到了整个发展中国家对于5V的USB电源的迫切需求。”他说,“我们希望通过提供可持续的能源设备来帮助解决这些需求,而风力发电机是我们的第一个项目。建立多个风力涡轮机只是我们的第一步,目前我们还正在开发3D打印的水轮机、甚至是热电系统的组件。”

Kyler很快就意识到,在当地条件下,3D打印将是最适合生产这些机器的一种制造工艺。“3D打印机的使用启发了我如何在以后的可再生能源研究中利用这种技术。3D打印确实改变了我的一切,无论是设计还是工程。”他告诉我们。

到目前为止,他的原型大部分都是3D打印的,包括整个机架、转子连接器、叶片中轴和叶片的末端。“基本上所有这些零件如果通过其他手段来制造的话,将是非常最困难和昂贵的。”Kyler说。只有极少数的其它部件是现成的(几根油管、一台步进电机、硬件和帆布等)。

为了生产所有这些组件,Kyler自始至终使用的就是一台稍加修改的PrintrBotSimpleMetal3D打印机,线材用的是PLA。“对于大尺寸的3D打印件,零翘曲是非常关键的,为了减少翘曲,我在打印床上使用了GreenPainter的胶带,上面还粘了胶水,并用热风枪对打印区域进行了预热。”他说,到目前为止效果非常好。

虽然你可能会认为,可生物降解而且爱吸潮的PLA材料可能不适应潮湿的热带雨林环境,不过至今PLA部件至今还没出现过问题。“PLA塑料的生物降解性还没有在我们前几轮的测试原型中表现出任何问题,但我们会很快换到更加耐用的材料上去。”Kyler回答道。

这个很棒的项目目前仍然处于研究和开发阶段,但进展顺利。虽然Kyler发现很难现在就为未来的成品定一个价,但他希望最终开发出来的3D打印风力发电机价格不要高于300美元。

未来几个月,Kyler希望能够尽可能地完善自己的项目。为此,他刚刚推出了一个名为rmrdtech.com的网站,以便于随时将该项目的进展以开放源码的方式与世界分享。“我们要非常诚实和透明的披露该项目的进展情况,网站还将分享测试结果和现场测试视频。”他说。“我们也将赠送一批供测试的原型产品给早期采用者和创客们,使其有机会提供反馈,帮助我们改进。所以请随时留意我们的网站上的公告。”

如果一切按计划进行,这款3D打印的风力发电机将在春天的时候在Kickstarter上发起众筹以募集资金进行生产。

(责任编辑:单刀)
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