Forskere ved Concordia University har utviklet en helt ny produksjonsmetode som kan gjøre små vindturbiner lettere, billigere og mer effektive.
Ved hjelp av en teknologi kalt 4D-printing har de klart å lage buede vindturbinblader av flate plater i karbonfiberkompositt – uten bruk av dyre og tidkrevende støpeformer. Studien er publisert i tidsskriftet Polymer Composites.
Små turbiner på vei opp
Små vertikalaksede vindturbiner blir stadig vanligere i bybildet – montert på hustak og i urbane strøk. I motsetning til de kjempestore turbinene i vindparker, roterer disse rundt en vertikal stolpe. De er spesielt godt egnet til byer fordi de tåler skiftende vindretninger og passer inn på mindre arealer.
Les: Første trailer for den nye Oasis-dokumentaren er her
Men én ting har bremset utviklingen: å produsere de buede bladene. Tradisjonelle metoder krever store, spesialdesignede former for å presse materialet inn i riktig fasong. Disse formene er kostbare, tidkrevende å lage – og de tilfører både vekt og utgifter til sluttproduktet.
Slik ble løsningen
Forskerteamet ved Concordia fant en elegant omvei: I stedet for å forme bladene direkte, startet de med flate plater bestående av lag av karbonfiber og epoksyharpiks. Ved å arrangere fibrenes retning og rekkefølge med stor presisjon, klarte de å få de flate platene til å bøye seg – helt av seg selv – til riktig buet form under produksjonsprosessen.
Teknikken kalles 4D-printing fordi materialet endrer form etter at det er laget, som en fjerde dimensjon – tiden.
Når de flate panelene avkjøles etter oppvarming og herding, gjør forskjeller i materialets indre struktur at de automatisk bøyer seg til en nøye beregnet krumning – uten bruk av former eller press.
Designet baklengs
For å få dette til, utviklet forskerne en ny designmetode. I stedet for å gjette hvordan ulike karbonfiberlag ville bøye seg, startet de med å bestemme nøyaktig hvilken bladform de ønsket. Deretter regnet de seg bakover – og fant den optimale plasseringen av materiallagene som skulle til for å skape formen automatisk.
Og resultatene taler for seg selv:
- Bladene var svært like formen på kommersielle aluminiumsblad
- De veide 80 prosent mindre
- Turbinene med de nye bladene snurret raskere enn tradisjonelle blader i laboratorietester – noe som tyder på bedre effektivitet og høyere strømproduksjon
Fremtiden: lettere, billigere – og ikke bare for vindturbiner
Forskerne mener metoden kan redusere produksjonskostnadene og samtidig forbedre ytelsen til små vindturbiner. Ved å fjerne behovet for dyre støpeformer, blir produksjonen både raskere og mer fleksibel.
Men mulighetene stopper ikke ved vindturbiner. Teknologien kan få stor betydning for mange andre områder – der lette komposittmaterialer som selvformer seg til komplekse geometrier kan revolusjonere bransjer som:
- Fly- og romfart
- Skipsbygging
- Ingeniørprosjekter der vektreduksjon og enklere produksjon er avgjørende
Én ting er sikkert: framtiden er lettere – og former seg selv.
Canada debuterer i Eurovision for første gang i 2027
