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3D打印:贯穿“星际时代”的神器

2015-07-30 10:06
论恒
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  近日,在全球首款3D打印城堡问世之后,人们发现,3D打印技术正在走向科技前沿。由德国化学家Stefan Kneip设计的具有未来范的3D打印作品——反重力器(Anti-Gravitator),它使用3D打印的设备制造出了一个磁场,该磁场能够保持小的金属物体稳定悬浮。

  虽然它看起来无比炫酷,简直像星际时代的东西,但是对于化学家Stefan Kneip而言这只是出于其爱好而设计的一个小项目。“我对于电子技术、复杂的机器等方面的东西十分感兴趣,尤其是动力机械、机电一体化等。幸运的是,多亏了我的妻子,我能够做所有这些我喜欢的事情。”他说。

  那么究竟什么是反重力器? Stefan很快强调,反重力器名字虽然很酷,但是它并不是真的能够隔绝重力。“反重力器的原理是,通过铜线圈产生的磁场与金属物体相互作用产生磁力以抵消重力。我使用一个强钕磁铁作为对象和一个铁磁体(用一个M6×40mm的螺丝)作为对应一极放在装置的顶部。当线圈被关闭,你需要将磁铁球靠近铁磁体,由于磁力的作用,从而使铁球处于悬空状态。”他解释说。

  Stefan称如果使用永久磁体,就不可能形成如此稳定的磁悬浮,所以电流是必须的。“我通过铜线圈产生电磁场来覆盖这个永久吸引力。电流通过线圈(因此生成磁力)是由其下方的磁场传感器(霍尔传感器)来控制的。如果浮体升起并接近霍尔传感器,它就会发出一个信号给OPAMP,以减少通过线圈的电流。”Stefan说。“从而导致磁力减少和球体向下移动。这个运动会瞬间引起传感器的反应,导致电流再度增加,如此过程将导致球体稳定地悬浮在中间。”

  Stefan是从2014年底开始打造这个很酷的装置的。他在建模的时候使用的主要是FreeCAD 0.15软件。“我的专业是化学,我拥有无机化学博士学位,所以我在工程方面的知识是比较有限的。但是,FreeCAD十分简单易用,而且它还有一个非常活跃的用户社区,如果你有问题可以迅速得到帮助。”Stefan称。电子电路与电路板使用的是CadSoft公司的EAGLE PCB设计软件,随后在Stefan自己的小实验室里打造出来。

  这些3D打印部件使用的是Stefan改装的Hadron Pro 3D打印机,该机器配备了BulldogXL挤出机和E3Dv6 热端。“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,包括对CAD文件做一些必要的修改。”Stefan称。

  如果您有兴趣自己打造一个反重力器的话,可以点击此处下载他免费共享的所有设计文件。此外,您还需要准备其它电子器件,包括电源、霍尔传感器、电子电路板和足够的铜线等。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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