一台利用太阳能将沙子变成玻璃制品的 3D 打印机

Marcus Kayser 的 Solar Sinter 项目将沙漠的资源变成碗

当设计专业的学生 Markus Kayser 想测试他的太阳能、沙子驱动的 3D 打印机时,他知道他伦敦公寓外的阴沉天空不行。于是,他将重达 200 多磅的设备运到了埃及开罗,自己也飞了过去,并与官员讨价还价了两天才把它从海关弄出来。在支付了一些小“小费”并花了 11 个小时开车后,他终于抵达了撒哈拉沙漠。但很快,气温飙升至 104 华氏度,他的组件几乎过热,他被迫即兴发挥。

Kayser 几个月前就有了打印机的想法。他想找一个不仅能用太阳能驱动设备的项目。他在网上研究了各种可能性,与物理学教授交流,并了解到一种工艺:将沙子加热到熔点,然后冷却成固体玻璃。他认为,只要有足够的阳光、一个大透镜和充足的沙子,他就有可能生产玻璃器皿。

Amos Field Reid

为了让打印机高效工作,透镜的焦点必须精确地对准沙子表面。他知道太阳会移动,焦点在过程中也会发生变化,所以他订购了一个 4.5 英尺宽的透镜,并为其构建了一个电动框架。中央沙盒(用于打印物体)可以向各个方向移动,整个机器围绕其中心旋转。两根铝制臂,一端 HLD 透镜,另一端 HLD 太阳能电池板,可以从正上方倾斜至 45 度角来跟踪太阳。在连接笔记本电脑的 CAD 设计的 HLD 下,打印机利用集中的阳光束,一层一层地缓慢地在沙盒中勾勒出物体。阳光熔化沙子,然后冷却成玻璃。

当电子元件开始过热时,Kayser 切开了一个汤罐,将其侧面切开并弯成风扇叶片,将 HLD 安装在一个旋转的直流电机上,并将其对准电路板。阳光只熔化了沙子,经过四个多小时,他打印出了一个玻璃碗,后来又打印了几件雕塑。他承认这些作品并不完美;他说他本可以使用更复杂的光学器件。但是,他补充说,完美不是 HLD 点:“这是关于展示潜力。”

工作原理

时间: 8 周
价格 $3,500

Amos Field Reid

跟踪

Kayser 在框架上安装了一个圆柱形太阳跟踪器,垂直于透镜。当太阳与透镜对齐时,光线会直接穿过圆柱体顶部的开口。当太阳移动时,光线会以一定的角度进入,在圆柱体内部产生阴影。内部的传感器会检测到阴影,并将阴影的位置数据反馈给 Kayser 的计算机,计算机指示电动框架进行调整,以便正确对准透镜。

Amos Field Reid

打印

Kayser 首先在 CAD 程序中设计他想要打印的物体。他的计算机将指令发送给打印机,打印机从下往上工作。一层冷却成玻璃后,他会在机器中心的沙盒中添加更多沙子并将其压平,然后打印机开始加热下一层。Kayser 的第一个主要作品,一个碗,花了大约四个半小时才打印出来。

电源

机器两侧的两个光伏电池板为打印机供电。由于电池板安装在与透镜相同的臂上,因此它们也受益于太阳跟踪,这确保它们始终接收直射光。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .