Бластер с единым механизмом (Марк Робер).........
Лаборатория исследования совместимых механизмов совместно с Марком Робером и его командой создала самый маленький в мире функциональный бластер Nerf.
Посмотрите его видео здесь!
РЕДАКТИРОВАНИЕ 16.10.2023: Файлы масштаба ¼ были обновлены до версии, которая фиксируется намного лучше.
Самый маленький функциональный бластер изготовлен из углеродных нанотрубок и достаточно мал, чтобы его мог использовать муравей, но специально для вас мы создали четыре масштабированные версии для 3D-печати!
Также мы сделали версию, не похожую на пистолет, для учителей и других. Результатом стала забавная программа запуска диска, файлы которой можно найти по адресу https://www.printables.com/model/598634-one-piece-compliance-mechanism-disk-launcher.
См. нашу соответствующую статью в журнале Nature Communications.
Распечатать инструкции
НОАК
Высота слоя 0,2 мм
Сопло 0,4 мм
логотип вверху
Нет опор
Взведение и запуск полноразмерного бластера
Материалы и изготовление
Хотя 3D-печать удобна, доступные базовые материалы не идеальны для совместимых механизмов или хранения большого количества энергии в гибких компонентах, таких как этот совместимый бластер. Нам пришлось обратиться к другим материалам для более оптимальной производительности.
Аморфный металл
Аморфный металл, также известный как объемное металлическое стекло, представляет собой сплав циркония с фантастическими механическими свойствами. Податливые механизмы работают лучше всего с высоким соотношением прочности и модуля упругости. Этот материал достигает невероятной прочности без пластической деформации и эластичности пружинной стали.
Нейлон
Высокопрочный нейлон — отличный выбор полимера для податливых механизмов. Этот прототип был изготовлен с использованием селективного лазерного спекания.
Модель, напечатанную из нейлона SLS, можно покрасить, чтобы придать нам знакомый вид Nerf Maverick.
Дерево
Удивительно, но механизмы податливости не ограничиваются только металлами и полимерами. Хотя некоторые виды древесины, такие как балтийская береза, могут иметь не столь оптимальные механические свойства, их также можно фрезеровать или резать лазером с удовлетворительными характеристиками.
Изготовление самого маленького бластера Nerf
Самый маленький бластер-нерф был изготовлен путем выращивания углеродных нанотрубок в печи. Это было важно для того, чтобы мы могли уменьшиться до микроскопических размеров. Углеродные нанотрубки выращиваются путем наслаивания оксида алюминия на кремниевую пластину, а затем с помощью фотолитографии мы создаем поверх нее рисунок из фоторезиста. Дизайн фоторезиста — это негативное пространство окончательного дизайна. Затем железо также наслаивается на пластину.
После обработки ультразвуком в НМП фоторезист �� слой железа в негативных пространствах конструкции растворяются. Оксид алюминия между железом и кремнием позволяет железу и кремнию оставаться раздельными при нагревании до экстремальных температур. В печи мы нагреваем образец в водороде. Это заставляет его образовывать крошечные железные сферы. На короткое время насыщаем образец этиленом (C2H4). Атомы углерода в этилене прикрепляются к железу, образуя трубчатую форму, а водород отфильтровывается из печи. Эти маленькие трубки чрезвычайно малы, и когда они расположены рядом, они создают «лес углеродных нанотрубок».
Затем, при более высокой температуре, мы продолжаем насыщать образец этиленом, что позволяет углероду расти между трубками. Этот процесс называется инфильтрацией, и он делает конструкцию намного прочнее.
Углеродные нанотрубки использовались для изготовления совместимых механизмов в прошлом, и они по-прежнему представляют собой интересную перспективу для изучения в будущем. Они позволяют нам создавать чрезвычайно маленькие и работающие механизмы, которые иначе мы не смогли бы создать. Это может принести пользу технологиям, биологии и инженерным исследованиям во многих отношениях.
Узнать больше
Этот дизайн был разработан Исследовательской группой механизмов соответствия (CMR) Университета Бригама Янга (BYU). Подпишитесь на нас на @byucmr в Instagram, @CompliantMechanismsResearchGroup на Facebook или посетите веб-сайт BYU Compliant Mechanisms Research (CMR), чтобы узнать больше о механизмах соответствия.
Техническая информация
Подробную техническую информацию можно найти в следующих публикациях:
Д. Н. Хатчисон и др., «Углеродные нанотрубки как основа для МЭМС с высоким аспектным соотношением».
