教育

研究人员开发了低成本3D打印偏振计供教室使用

科学和技术课程,特别是在大学水平,往往需要专业仪器,可能是昂贵的和困难的学生掌握。这就是3D打印可以提供帮助的地方,它为技术学习工具提供了一种低成本的制造组件的方法。Paweł伯纳德从安大学还有来自印第安纳大学在他们的详细介绍了用于化学课的3D打印偏振计的设计和构造。

3D打印低成本偏振计

偏振计是用来测量偏振光通过光学活性物质或化学物质后的旋转角度。它通常包括一个装物质的样品室、一个单色光源和两个偏振光过滤器——一个在样品前,一个在样品后。第二个滤镜是可旋转的,允许用户调整它以旋转光的角度,一旦它通过了样品,直到最大的光量再次通过。“输入”角度和“输出”角度的差异是光在穿过光活性物质时旋转的程度。

偏振计是如何工作的。图片来源:Paweł Bernard和James Mendez。
偏振计是如何工作的。图片来源:Paweł Bernard和James Mendez。

两人的3D打印偏振计使用了一个基本的LED光源和一个完全3D打印的机身内的探测器。PLA主体可以“在合理的时间内3D打印”与可溶性聚乙烯醇支持,和灯丝和电子是低成本和容易获得。该设计也相当直观,因此不需要专业知识来正确组装偏振计-简单地在身体的两端插入两个偏振滤波器。一个试管可以用来在偏振计中保存化学样品,输出光的亮度可以用肉眼观察,也可以用一个由4.5V、5V或9V电池供电的低IR辐射灵敏度光电二极管精确测量。

不同的旋转角度产生不同的偏振光亮度。照片来自Paweł Bernard和James Mendez。
不同的旋转角度产生不同的偏振光亮度。照片来自Paweł Bernard和James Mendez。

测试偏振计

研究人员用他们的偏振计对65名高中化学学生进行测试。学生们分成小组,用3D打印仪器对纯液体和水溶液进行光测量。一般的共识是,偏振计是快速和易于操作,更换样品和测量在一分钟内。然而,学生们确实需要被告知只向一个方向旋转盖子,以获得准确的旋转角度,因为该设备在两个方向上的读数是相同的。例如,90度的旋转°将导致相同的亮度读数为270°。

在第二次试验中,研究人员让16名化学专业的本科生两人一组,从零开始组装偏振计。这些学生之前没有装配测量设备的经验,但他们得到了详细的指导。通过一套包括3D打印机身和一套面包板的综合套件,学生们成功地在不到一个小时的时间内构建了偏振计,验证了该设计在课堂上的可访问性。

有关3D打印偏振计的设计、构造和测试的更多细节,请参阅题为“低成本的3 d打印的旋光计”。它是由Paweł伯纳德和詹姆斯·门德斯。

低成本3D打印偏振计。图片来源:Paweł Bernard and James Mendez。
低成本3D打印偏振计。图片来源:Paweł Bernard and James Mendez。

3D打印当然在课堂上有它的用途,而偏振计并不是使用增材制造技术生产的唯一教育工具。工程师的奥克兰大学新的敏捷最近,一个研究小组发表了一篇学术论文,详细介绍了一种新型结构的设计和施工3D打印机器人飞艇.低成本、开源的设计是为了用于室内教育和研究目的。在其他地方,在英国创建教育项目是我们rk与劳斯莱斯3D打印教育进入英国教室

获得提名的2020年3D打印行业大奖现在打开了。你认为谁应该入围今年的节目?现在就说。

订阅3D打印行业通讯查看增材制造的最新消息。你也可以通过关注我们来保持联系推特喜欢我们Facebook。

正在寻找增材制造的职业生涯?访问3 d打印工作来选择行业中的角色。

特色图像显示3D打印偏振仪及其不同的亮度。照片来自Paweł Bernard和James Mendez。

关于这个主题的更多信息 Addmio推出了3D打印企业家在线课程