CÁC NHÀ KHOA HỌC CỦA OKLAHOMA SỬ DỤNG IN 3D ĐỂ LÀM TRẠM THỜI TIẾT CHI PHÍ THẤP

Ngày tạo: 24/11/2020 4:03:38 CH

Một nhóm sinh viên và các nhà nghiên cứu từ Đại học Oklahoma và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne đã sử dụng in 3D để sản xuất một trạm thời tiết chi phí thấp.

Thiết kế dựa trên các kế hoạch nguồn mở được phát triển bởi Công ty Nghiên cứu Khí quyển Đại học như một phần của Sáng kiến Trạm Thời tiết Tự động In 3D (3D-PAWS) và có hơn 100 thành phần được sản xuất bổ sung. Đưa trạm thời tiết vào thử nghiệm ở Oklahoma, các nhà khoa học đã so sánh hiệu quả và độ bền của nó với một trạm thương mại trong suốt 8 tháng, với kết quả đầy hứa hẹn.

Adam Theisen, Nhà khoa học Trái đất và Khí quyển tại Argonne và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Tôi không ngờ rằng trạm này sẽ hoạt động tốt như nó đã làm. Mặc dù các thành phần bắt đầu xuống cấp, nhưng kết quả cho thấy những loại trạm thời tiết này có thể hoạt động được trong các chiến dịch ngắn hơn ”.

Trạm thời tiết in 3D. Ảnh qua Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne.

Trạm thời tiết được sử dụng để làm gì?

Các trạm thời tiết bao gồm các thiết bị và cảm biến khác nhau được thiết kế để theo dõi các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo thời tiết, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió và bức xạ mặt trời. Ngoài việc là một công cụ tuyệt vời cho các kênh tin tức, các trạm thời tiết cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu trong các lĩnh vực như nông nghiệp và sử dụng năng lượng tái tạo.

Thật không may, các thiết bị thương mại có thể tốn vài nghìn đô la để sản xuất, hạn chế khả năng tiếp cận của chúng khi nguồn vốn ở mức cao. Đây là lúc mà in 3D xuất hiện, có khả năng cho phép các tổ chức cắt giảm chi phí xuống phạm vi dưới 1000 đô la, đồng thời đưa khả năng sản xuất đến các địa điểm xa xôi nơi mà việc tìm nguồn cung ứng phụ tùng có thể gặp khó khăn.

Trạm thời tiết in 3D

Nhận thấy thiết bị sẽ phải chịu các điều kiện môi trường khắc nghiệt của thế giới bên ngoài, nhóm đã chọn ASA làm vật liệu in 3D để bổ sung cho các cảm biến chi phí thấp của trạm. Thật ấn tượng, trạm thời tiết hoạt động trong 5 tháng trước khi cảm biến độ ẩm bị ăn mòn và một số bộ phận in 3D có dấu hiệu xuống cấp. Tuy nhiên, về tổng thể, khung in 3D vẫn giữ được vị trí của riêng nó, mặc dù phải đối mặt với mưa, tuyết và nhiệt độ trong khoảng -10 ° C đến 40 ° C.

Khi nói đến hiệu suất, các phép đo của trạm được cho là có thể so sánh với các phép đo của một thiết bị cấp thương mại trong Oklahoma Mesonet, một mạng lưới các trạm giám sát môi trường. Các cảm biến của thiết bị có khả năng đo nhiệt độ, lượng mưa, mức độ tiếp xúc với tia cực tím và độ ẩm một cách hoàn hảo. Công cụ duy nhất mang lại kết quả mờ nhạt là máy đo gió in 3D, được sử dụng để đo tốc độ gió, vì nó có chất lượng in thấp.

Cuối cùng, dự án đã chứng minh rằng một trạm thời tiết in 3D thực sự có thể cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả về chi phí, cả về chi phí khởi động ban đầu và chi phí bảo trì, cho các thiết bị theo dõi thời tiết được thiết lập tốt khác. Theisen kết luận: “Nếu bạn đang nói về việc thay thế hai hoặc ba cảm biến rẻ tiền này so với việc duy trì và hiệu chỉnh một cảm biến 1.000 đô la mỗi năm, thì đó là một lợi ích chi phí lớn cần xem xét”.

Cảm biến chỉ số UV được in 3D này sử dụng một lớp phủ nhựa làm từ khay đựng thức ăn trong tủ đông. Keo đã ố vàng khi kết thúc thí nghiệm. Ảnh qua Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne.

Các chi tiết khác của nghiên cứu có thể được tìm thấy trong bài báo có tiêu đề 'Nhiều khoa học hơn với ít hơn: đánh giá một trạm thời tiết in 3D'. Nó được đồng tác giả bởi Adam Theisen và cộng sự.

Đây chắc chắn không phải là trường hợp đầu tiên của việc in 3D được sử dụng trong việc phát triển các thiết bị giám sát sinh thái. Đầu năm nay, Viện Nghiên cứu Phát triển Quốc gia Pháp đã phát triển một cảm biến ô nhiễm nước cho môi trường hoang dã bằng công nghệ in 3D SLA của Formlabs. Mục tiêu chính của dự án này là sản xuất một thiết bị "chi phí thấp" cho mục đích giám sát môi trường. Nhóm đã quyết định in 3D vì họ muốn sản xuất một nguyên mẫu cảm biến thân thiện với người dùng bằng các công cụ có sẵn trên thị trường.

Ở những nơi khác, các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge gần đây đã in 3D một bức tường thông minh đầu tiên có tên là 'EMPOWER', có tính năng theo dõi thời tiết. Được xây dựng để làm nổi bật tính năng in 3D và được thiết kế để sử dụng trong nhà, EMPOWER kết hợp sản xuất phụ gia bê tông và thiết bị điện tử tích hợp để phục vụ như một hệ thống làm mát trong phòng.

Nguồn: 3dprintingindustry

Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d