Robert Yost, ingegnere che ha lavorato per importanti aziende aerospaziali quali Boeing, GE Aircraft Engines, Pratt e Whitney ha avuto la brillante idea di trasformare l’energia cinetica in elettricità a seguito del tornado che ha attraversato l’Alabama nella primavera del 2011. Ha così creato delle piccole turbine eoliche chiamate MicroCubi, formando l’American Wind nel febbraio 2012 per soddisfare la sua vision.

Un importante alleato nella ricerca di Yost è il service di prototipazione rapida “Quickparts”, cloud-based di 3D Systems, che è in grado di realizzare parti in plastica stampate in 3D, assemblate tra di loro con caratteristiche di resistenza, durata e flessibilità imparagonabili a componenti realizzati secondo il metodo classico di stampi a iniezione, riducendo anche i tempi di produzione.

“Abbiamo stabilito un ottimo rapporto tra American Wind e 3D Systems Quickparts”, dice Yost.”

La stampa 3D permette ad American Wind di sperimentare la giusta configurazione del design della turbina. Abbiamo fatto più di 20 diverse versioni di questo MicroCubo, ognuna di esse con diverse migliorie rispetto all’ultima. Il Microcubo di American Wind è una turbina eolica di 9x9x9 pollici in grado di generare energia dalla forza del vento con velocità di 80 mph o più. Ha molteplici profili alari per catturare quanto più possibile l’energia cinetica del vento.

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Yost non è il primo a sperimentare una turbina eolica in miniatura e neanche il primo a combinare insieme più turbine per generare maggiore potenza elettrica. La differenza sostanziale rispetto le invenzioni precedenti consiste nel design dei profili alari del MicroCubo brevettato e l’efficienza del generatore elettrico nel generare corrente elettrica trifase.
«Altre opzioni non funzionano perché non producono la quantità di elettricità che la nostra unità genera”, dice Yost.

“Un esaminatore americano del nostro brevetto ci ha detto che non c’è mai stato un generatore realizzato con le caratteristiche del MicroCubo. Questo tipo di efficienza fa la differenza.”

Il processo di stampa in 3D e l’utilizzo di materiali con caratteristiche specifiche legate alle esigenze funzionali di un prodotto permette ad American Wind di tagliare giorni, anche settimane, nel processo di sviluppo del prodotto. Quickparts è in grado di realizzare pezzi in alta qualità, durevoli nel tempo direttamente dai file CAD senza bisogno di utensili.
“Quickparts ci permette di utilizzare la stampa 3D per esplorare ciò che funziona e ciò che non funziona su una parte della produzione”, dice Yost. “Possiamo fare più modifiche e stampare le stesse senza investire migliaia di dollari in stampi”.

“Siamo stati in grado di ridurre il tempo di realizzazione del prodotto finale di un quarto rispetto ai tempi di produzione tradizionali: dall’ideazione alla progettazione per poi arrivare all’ottenimento dell’oggetto in sé.” Attraverso la sperimentazione in corso e la messa a punto, American Wind e Quickparts si sono concentrati sull’uso della tecnologia di sinterizzazione laser SLS con tre diversi materiali, per la produzione del MicroCubo:

DuraForm Polliamide (PA) è utilizzato per la maggior parte degli assemblaggi. E ‘ideale per le parti che richiedono finitura superficiale e dettagli raffinati.
DuraForm Glass Filled (GF) è utilizzato per le unità del generatore per la sua maggiore resistenza al calore. Può gestire temperature fino a 135 ° C per periodi di tempo prolungati, secondo 3D Systems.

DuraForm HST Composite viene utilizzato per le pale delle turbine eoliche per la sua elevata rigidità e resistenza termica. Yost cita diversi miglioramenti che è stato in grado di apportare tramite l’ausilio della stampa 3D per generare rapidamente nuovi prototipi sulla base delle sue iterazioni di progettazione:

• Progettazione di un MicroCubo più piccolo per rendere più efficiente la stampa in 3D.
• Migliorare i processi di assemblaggio e funzionalità della parte fissa del generatore.
• Ottimizzazione dell’instradamento dei cavi.
• Determinazione di un utilizzo ottimale del materiale.

“La maggior parte dei miei progetti sono convalidati grazie all’ausilio di Quickparts”, dice Yost. “Dopo che i disegni sono completati, usiamo Quickparts per determinare il costo e la fattibilità del progetto”. La collaborazione tra American Wind e Quickparts ha permesso alle due parti di diventare più efficienti nelle scelte dei materiali e dei processi produttivi, secondo David Fisher, project manager per Quickparts.

Il primo oggetto da trasformare per il MicroCubo di American Wind è una vettura elettrica di Ford C-Max Energi. American Wind ha installato quattro MicroCubi sul tetto della macchina, generando 2.800 watt per ora, in modo da mantenere la sua batteria agli ioni di litio carica durante la guida. L’obiettivo di Yost è quello di viaggiare attraverso gli Stati Uniti senza mai collegare la batteria della vettura per una ricarica.

Durante il suo viaggio Yost dimostrerà anche quello che lui chiama un “Muro del vento”, un insieme di MicroCubi che potrebbero essere messi in ambienti abitativi o industriali per produrre energia in modo più efficiente, senza riempire l’ambiente con enormi turbine eoliche.

Lost , non vuole rompere i muri della fisica ma spingersi oltre i limiti di ciò che è conosciuto oggi.
Quando gli chiesero perché sta affrontando questa sfida, Yost rispose “Se non lo faccio io, chi lo farà?”.