3D打印暑假制作之：反重力器
很多人將3D打印稱(chēng)為一種未來(lái)的制造技術(shù)，但就算這樣，我們也很少能夠遇到如此具有未來(lái)范的3D打印作品——反重力器（Anti-Gravitator），這是由德國(guó)化學(xué)家Stefan Kneip設(shè)計(jì)的，它使用3D打印的設(shè)備制造出了一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)能夠保持小的金屬物體穩(wěn)定懸浮。
雖然它看起來(lái)無(wú)比炫酷，簡(jiǎn)直像星際時(shí)代的東西，但是對(duì)于化學(xué)家Stefan Kneip而言這只是出于其愛(ài)好而設(shè)計(jì)的一個(gè)小項(xiàng)目。“我對(duì)于電子技術(shù)、復(fù)雜的機(jī)器等方面的東西十分感興趣，尤其是動(dòng)力機(jī)械、機(jī)電一體化等。幸運(yùn)的是，多虧了我的妻子，我能夠做所有這些我喜歡的事情。”他說(shuō)。
那么究竟什么是反重力器？ Stefan很快強(qiáng)調(diào)，反重力器名字雖然很酷，但是它并不是真的能夠隔絕重力。“反重力器的原理是，通過(guò)銅線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與金屬物體相互作用產(chǎn)生磁力以抵消重力。我使用一個(gè)強(qiáng)釹磁鐵作為對(duì)象和一個(gè)鐵磁體（用一個(gè)M6×40mm的螺絲）作為對(duì)應(yīng)一極放在裝置的頂部。當(dāng)線圈被關(guān)閉，你需要將磁鐵球靠近鐵磁體，由于磁力的作用，從而使鐵球處于懸空狀態(tài)。”他解釋說(shuō)。
Stefan稱(chēng)如果使用永久磁體，就不可能形成如此穩(wěn)定的磁懸浮，所以電流是必須的。“我通過(guò)銅線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)來(lái)覆蓋這個(gè)永久吸引力。電流通過(guò)線圈（因此生成磁力）是由其下方的磁場(chǎng)傳感器（霍爾傳感器）來(lái)控制的。如果浮體升起并接近霍爾傳感器，它就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)給OPAMP，以減少通過(guò)線圈的電流。”Stefan說(shuō)。“從而導(dǎo)致磁力減少和球體向下移動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)會(huì)瞬間引起傳感器的反應(yīng)，導(dǎo)致電流再度增加，如此過(guò)程將導(dǎo)致球體穩(wěn)定地懸浮在中間。”
Stefan是從2014年底開(kāi)始打造這個(gè)很酷的裝置的。他在建模的時(shí)候使用的主要是FreeCAD 0.15軟件。“我的專(zhuān)業(yè)是化學(xué)，我擁有無(wú)機(jī)化學(xué)博士學(xué)位，所以我在工程方面的知識(shí)是比較有限的。但是，FreeCAD十分簡(jiǎn)單易用，而且它還有一個(gè)非常活躍的用戶社區(qū)，如果你有問(wèn)題可以迅速得到幫助。”Stefan稱(chēng)。電子電路與電路板使用的是CadSoft公司的EAGLE PCB設(shè)計(jì)軟件，隨后在Stefan自己的小實(shí)驗(yàn)室里打造出來(lái)。
這些3D打印部件使用的是Stefan改裝的Hadron Pro 3D打印機(jī)，該機(jī)器配備了BulldogXL擠出機(jī)和E3Dv6 熱端。“反重力器所有的部件都是用PLA材料打印的。我花了一整天打印所有部件，包括對(duì)CAD文件做一些必要的修改。”Stefan稱(chēng)。
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(責(zé)任編輯：admin)
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