Sandia erhält Technology Focus Award für 3D-gedruckte Windturbinen

Sandia National Laboratories, eine wichtige Forschungs- und Entwicklungseinrichtung des US-amerikanischen Energieministeriums, erhielt den Technology Focus Award des Bundeslaboratoriums für Technologietransfer für den 3D-Druck von Rotorblättern für Windturbinen.

Schon seit geraumer Zeit forscht die Entwicklungseinrichtung Sandia an Lösungen, um die Energietechnologie mit besonderem Fokus auf Nachhaltigkeit zu verbessern. Ein zentraler Schwerpunkt dieser Forschung stellen 3D-Drucktechnologien dar. Bereits im letzten Jahr experimentierte Sandia National Laboratories mit 3D-gedruckten Solarmodulen.

Nun beschäftigt sich das US-amerikanische Unternehmen mit der additiven Fertigung von Windturbinen. Für die Entwicklung 3D-gedruckter Rotorblätter aus nur einer Gussform im Rahmen dieses Projektes erhielt Sandia National Laboratories vom Bundeslaboratorium für Technologietransfer den diesjährigen Technology Focus Award.

Schon seit Jahren zählt Windenergie zu einer der beliebtesten erneuerbaren Energien. Diese überzeugt vor allem durch Nachhaltigkeit sowie Zuverlässigkeit, jedoch weist die momentan verwendete Turbinentechnologie, besonders in der Prototyping-Phase, noch einige Schwachstellen auf. Aufgrund der Größe der durchschnittlichen Turbinenschaufeln ist die Herstellung von Prototypen meist sehr kosten- sowie zeitaufwendig. Mit dem Einsatz von 3D-Drucktechnologien könnten sowohl diese Faktoren als auch die Designflexibilität stark verbessert werden. Diese Windturbinen-Forschung wurde von Sandia National Laboratories in Zusammenarbeit mit TPI Composites, dem größten unabhängigen Hersteller von Rotorblättern für Windkraftanlagen, sowie auch dem 3D-Druck-Unternehmen Oak Ridge National Laboratory (ORNL) realisiert.

“Die Windabteilung bei Sandia hat Erfahrung in der Konstruktion von Rotorblättern, aber unsere Gruppe arbeitet nicht mit der additiven Fertigung”, sagte Sandia-Forscher Josh Paquette. “Dieses Projekt war eine Gelegenheit, Fachwissen von zwei Laboren und einen Industrieberater zu kombinieren, der dieses Wissen sofort in den privaten Sektor bringen könnte.”

Mit der bestehenden Methode zur Herstellung von Prototypen-Turbinenschaufeln dauert die Produktionszeit rund sechs Monate. Durch das neue Herstellungsverfahren mit 3D-Drucktechnologien konnte diese Zeit auf nur drei Monate verkürzt werden. Die von Sandia, TPI Composites und ORNL realisierten Turbinen messen nur rund 13 Meter.

Für die Konstruktionsphase sowie die Beurteilung der Machbarkeit der Verwendung der additiven Fertigung war Sandia National Laboratories zuständig. TPI wurde hinzugezogen, um mechanische Parameter zu analysieren und in weiterer Folge eine strukturelle CAD-Konstruktion zu erstellen. 3D-gedruckt wurden diese CAD-Modelle vom Oak Ridge National Laboratory. Bei der Endmontage der Windturbine kam ein weiteres Mal TPI zum Einsatz.

Für diese neue und ebenso effiziente Herstellungsmethode wurde Sandia am 25. April diesen Jahres mit dem Technology Focus Award ausgezeichnet.