3D打印制造低成本气象站,稳定运行5个月

3D打印快讯
2020
11/24
17:05
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2020年11月24日,俄克拉荷马大学和阿贡国家实验室的一个研究团队,利用3D打印技术生产了一个低成本的气象站。

这个3D打印自动化气象站基于开源计划,具有100多个增材制造的组件。科学家们在俄克拉荷马州对气象站进行了测试,在8个月的时间里将功效和耐用性与商业级气象站进行了比较,结果令人欣喜。

阿贡的大气和地球科学家、研究的主要作者Adam Theisen表示:"我没有想到这个站的表现这么好,尽管目前组件开始退化,但结果表明,这类气象站在短期的活动中是可行的。"

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△3D打印的气象站,图片来自阿贡国家实验室

气象站是用来做什么的?

气象站包括各种仪器和传感器,能够监测影响天气的因素,包括温度、湿度、风速和太阳辐射。除了作为气象预告的重要工具,气象站还为农业和可再生能源利用等领域的研究提供便利。

不幸的是,商业设备的生产成本可能高达几千美元,在资金紧张的情况下,限制了它们的普及。这就是3D打印的用武之地,它有可能将成本降低到1000美元以下,同时将气象站用到偏远地区,因为那里的备件采购可能会很困难。

3D打印的气象站

考虑到设备将受到外界恶劣环境条件的影响,团队选择ASA作为3D打印材料,以补充气象站低成本传感器的不足。在湿度传感器腐蚀之前,气象站整整运行了5个月,部分3D打印部件出现了退化的迹象。然而,从整体上看,尽管面临雨、雪和-10℃至40℃的温度,3D打印框架确实保持了自己的状态。

据报道,在性能方面,3D打印气象站的测量结果与俄克拉荷马Mesonet(环境监测站网络)中的商业级设备相当。设备的传感器完全能够准确测量温度、降水、紫外线照射和湿度。唯一表现不是很突出的是用于测量风速的3D打印风速计,因为它受到打印质量低的影响。

项目最终证明,无论是从初始启动成本还是维护成本来看,3D打印气象站确实可以提供一个具有成本效益的选择。

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△这个3D打印的UV指数传感器使用了一个由冷冻餐盘制成的塑料罩,实验结束时,胶水已经发黄,图片来自阿贡国家实验室

更多的研究细节可以在题为《More science with less: evaluation of a 3D-printed weather station》的论文中找到。它是由Adam Theisen等人共同撰写的。

除此之外,今年早些时候,法国国家发展研究院就利用Formlabs的SLA 3D打印技术开发了一款野外水污染传感器。这个项目的主要目的是生产一种 "低成本 "的环境监测设备。团队决定使用3D打印技术,因为他们想用市面上的工具制造一个用户友好的传感器原型。

来自橡树岭国家实验室的研究人员最近3D打印了一个名为 "EMPOWER "的智能墙,它具有天气监测功能。EMPOWER是为了突出3D打印而建造的,专为室内使用而设计,它结合了混凝土快速成型制造和集成电子技术,作为房间的冷却系统。

编译自:3dprintingindustry




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