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Peppermint Energy

3D 打印帮助太阳能新兴企业实现在任意地方供能

“只有当你看到实际的东西摆在面前时,才会认识到形式和功能应当统一。”
— Peppermint Energy 的 Brian Gramm

绝妙想法

由 Peppermint Energy 太阳能发电机供电的吉他手

有些时候,当您发现旧方法的缺陷时,通往新方法的道路就变得越来越清晰。当全新方法的曙光照射到 Brian Gramm 时,他正专注于研究风力电厂之类的大规模可再生能源。与其尝试寻找如同老旧庞大的工厂电网那样的绿色能源,为何不在用电的地方就地发电,并让消费者拥有随处可用的微型发电厂?

“在许多场合都需要大量的太阳能,比如写字楼。但我们大多数人其实在日常生活中并不需要太多的能量,”Gramm 说到。他共同创办了 Peppermint Energy,这是一家位于南达科塔的公司,专门生产即插即用的便携式太阳能发电机,名为 FORTY2。FORTY2 就像一个可以装在手提箱内的太阳能电厂,它可以从太阳汲取足够的能量来驱动电灯、笔记本电脑,甚至是家用冰箱。它采用电池来储存电力,并在日落后继续供电。

推广的灵感

现场中的 Peppermint Energy 太阳能发电机

在从理念变成现实的过程中,FORTY2 发生了巨大变化。最开始,Gramm 的想法是这台设备可以引发大多数美国消费者的共鸣 - 比如追求脱离电网的娱乐活动的野餐以及露营爱好者。但专家们却兴奋地发现 FORTY2 在发展中国家里可以做到的远不止这些,那里有三十亿人得不到可靠的电力供应。如果 Peppermin 的设备可以点亮电灯供日落后的工作和学习之用,可以驱动设备进行灾难援助,可以为储藏盘尼西林的冰箱供给能源,那将给生活带来极大变化。

想想吧:救生药品可以达到以往无法到达的地方。设备还可以促进边远地区的贸易活动,因为经营者们找到了免费而可靠的电力。

为了实现这许许多多的好处,Gramm 认识到 FORTY2 必须足够坚固。在一个便于携带的尺寸内,为制冷提供所需的大量电能,这对工程设计而言是一个巨大的挑战。Gramm 开始调用一切人才、资源和关系以期将他的愿景变为现实。“老实说,我在当时所拥有的只是一个想法和愿景,”他说。

工程师在 CAD 中尽可能完美地制作出设备之后,Peppermint 就需要一个实际的原型。“要面对着电脑屏幕就想象出它的大小和比例,这对任何人而言都是非常困难的,包括我,”Gramm 说。FORTY2 有三英尺宽、约 60 磅重,需要有非常结实的外壳,复杂而坚固,足以容纳所有组件。Fused Deposition Modeling™ (FDM®) 是唯一能够胜任的 3D 打印方法。

第一个全尺寸的原型采用 Fortus® 3D 生产系统构建,它揭示出了一些设计中需要考虑的问题,这些问题可以让 FORTY2 的运作更加简便。“只有当你看到实际的东西摆在面前时,才会认识到形式和功能应当统一,”Gramm 说。例如,电源开关是多余的,只需要打开 FORTY2 就可以开启它。在发现第一个原型过于笨重而难以搬动后,Peppermint 团队决定将整台设备制作得比最初预计的更小。Gramm 说如果他必须重头再来,他会更早开始使用 3D 打印技术。

建模关系

采用高强度的 ABS 塑料制作的 3D 打印原型 出乎意料的是,原型促使另一基本要素的成功实现:关系。“你尝试过向供应商提出这样一个要求吗:‘请帮我制作一件定制的物品,它需要与其他许多部件协调工作,但我没法向您展示它们到底是什么样子’?”Peppermint 的总裁 Chris Maxwell 这样说到。完整大小的原型有助于与制造商和组件供应商一起进行讨论。首先,Maxwell 说一旦产品变得切实可及,那么潜在的投资者就会感觉他们购买的是一项业务,而不是一个想法。一些人甚至在周末将原型带回家研究。

在第二次迭代时,团队发现 FORTY2 的设计中存在一个 1/4 英寸的瑕疵,Gramm 说这可能在 CAD 中被忽视了。此外,制冷所需的强力电池导致必须相应地缩减其他组件的大小。“我们可以做出各种修改,我估计在这上面我们节省了至少 25 万美元的加工费用,”Gramm 说。因为制作了这两台 FDM 原型,团队才有信心从事生产,而不只是希望。

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