Productos impresos en 3D
Hemos impreso en 3D un estator de 3 bobinas, la parte fija del motor. Es un conjunto de flujo radial, donde las bobinas están dispuestas radialmente fuera del imán giratorio. Conseguimos colocar unas 250 vueltas de alambre magnético de calibre 30 en cada bobina.
Considera lo que «ve» cada bobina cuando el imán gira. ¿Cuál es la intensidad de campo media dentro de la bobina? Cambia de un número positivo a un número negativo a medida que el imán gira. Digamos que es de +1.000 gauss a -1.000 gauss. Durante media rotación del imán, la bobina ve cambiar el campo magnético en 2.000 gauss. Este cambio en el campo magnético induce una corriente a través del alambre.
Cuando hacemos girar el imán, la corriente eléctrica que sale de cada bobina no es algo constante y fijo. Tanto la cantidad de corriente como su dirección variarán. Esto no es muy útil para nosotros. Queremos utilizar la electricidad para algo útil, como cargar una batería o encender un LED. Queremos una fuente de corriente continua más constante o, al menos, una tensión que sea siempre positiva.
Cosas chulas para imprimir en 3D
Si estás en plena naturaleza y sin conexión a la red eléctrica, pero necesitas cargar el móvil, la forma más obvia de hacerlo es utilizando un panel solar. Ligeros, planos y sin piezas móviles, son fáciles de guardar y llevar de excursión. Pero, obviamente, no funcionan en la oscuridad, así que ¿qué puede hacer un excursionista si quiere cargar sus dispositivos por la noche? Si te encuentras en un lugar ventoso, [adriancubas] tiene la solución: una turbina eólica portátil que se pliega hasta alcanzar el tamaño de una botella de refresco de 2 litros.
[adriancubas] diseñó la turbina para que fuera lo suficientemente ligera y compacta como para llevarla consigo en acampadas de varios días. Casi todas las piezas están impresas en 3D en PLA, y aunque ABS o PETG habrían sido más resistentes, el diseño actual parece aguantar bien una brisa moderada. El núcleo del generador está hecho de un motor paso a paso con un puente rectificador y un condensador para crear una salida de CC. [adrian] calcula que la potencia máxima de salida es de unos 12 W, lo que debería ser más que suficiente para cargar unos cuantos bancos de energía robustos durante la noche.
Navidad impresión 3d
La turbina 3dPower es la culminación de 3 iteraciones de diseño y muchos cientos de horas y libras de diseño, fabricación y pruebas. PayPal [email protected]
La turbina ha sido diseñada con un diseño único de Paso Variable Pasivo (PVP). El PVP mantiene una potencia de salida óptima mediante el control de la velocidad de rotación de la turbina. Al tiempo que optimiza la producción de energía, el PVP también protege la turbina de condiciones peligrosas de sobrevelocidad limitando sus revoluciones máximas por minuto en velocidades del viento superiores al punto de diseño.
La turbina se ha diseñado teniendo en cuenta la flexibilidad y el crecimiento, con capacidad para un generador y una pala mayores sin alterar la arquitectura de la turbina ni los principales componentes estructurales, lo que generará más potencia con menos inversión en el futuro.
Los componentes de la turbina se han diseñado para métodos de fabricación aditiva por capas (ALM) con plástico PLA y el 95% de los componentes no requieren postprocesado, ya que estas piezas no necesitan «soportes de impresión», lo que reduce el uso de material y mejora el acabado general de la pieza. Las piezas impresas de las turbinas pueden fabricarse utilizando menos de 100 metros de plástico, lo que hace que el coste por vatio de potencia sea extremadamente competitivo.
Aerogenerador privado
Toda la turbina se diseñó utilizando la teoría de vórtices de Galauert. En su día, escribí un sencillo programa en C++ que resolvía numéricamente las ecuaciones para encontrar el ángulo de ataque correcto y la longitud del perfil de la turbina.
Después importé los datos a Solidworks y diseñé un modelo. Después hice a mano los álabes de la turbina con espuma de poliestireno utilizando un alambre caliente y una serie de plantillas. El álabe de poliestireno se pegó a una viga de acero para muelles. Luego se cubrió con varias láminas de Tyvek (tela no tejida) empapadas en pegamento de dispersión. Básicamente, era una forma primitiva de fabricar un cuerpo laminado. Sorprendentemente, una vez pintado, el material es rígido y muy duradero. Soportó las condiciones climáticas exteriores (-20 °C en invierno, +30° en verano, mucho sol) durante 4 años sin daños aparentes. En general, esta técnica de fabricación primitiva funcionaba, pero era laboriosa y relativamente imprecisa. Así que decidí imprimirlo.
Pasaron 10 años y me volví más hábil, pero también un programador más perezoso. Así que en lugar de volver a mi viejo programa primitivo, me puse a investigar y descubrí que existe QBlade. QBlade es un programa increíble para diseñar turbinas eólicas. Permite diseñar y simular perfiles de aire y palas. Es realmente potente y a la vez fácil de usar. Ten en cuenta que hay una versión 0.9 en Sourceforge que ha mejorado mucho en comparación con la versión 0.8 del sitio web principal. Sólo para darte una idea de lo que QBlade puede hacer: