俄克拉荷馬州科學家使用3D打印制作低成本的氣象站
時間：2020-11-24 08:30 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網11月24日訊，來自俄克拉荷馬大學和阿貢國家實驗室的一群學生和研究人員已經使用3D打印來生產低成本的氣象站。該設計基于大學大氣研究公司開發的開源計劃，該計劃是3D打印自動氣象站（3D-PAWS）計劃的一部分，具有100多種增材制造的組件。在俄克拉荷馬州對氣象站進行測試后，科學家將其在八個月的過程中與商用級氣象站的功效和耐用性進行了比較，并獲得了可喜的結果。
該研究的主要作者，阿貢省大氣與地球科學家Adam Theisen指出：“我沒想到該氣象站的工作性能會比現在好。即使組件開始退化，結果也表明這類氣象站可能適合較短的活動。”
3D打印的氣象站。圖片來自Argonne國家實驗室。
氣象站有什么作用？
氣象站包括各種儀器和傳感器，旨在監視影響天氣預報的因素，包括溫度，濕度，風速和太陽輻射。氣象站不僅是新聞頻道的重要工具，還促進了農業和可再生能源利用等領域的研究。不過，商用設備的生產成本可能高達數千美元，從而在資金緊張時限制了它們的可訪問性。這就是3D打印的用武之地，有可能使組織將成本降低至1000美元以下，同時將制造能力帶到可能難以證明零件采購的偏遠地區。
3D打印氣象站
考慮到該設備將要經受外界惡劣的環境條件，該團隊選擇了ASA作為3D打印材料，以補充該站的低成本傳感器。令人印象深刻的是，氣象站在濕度傳感器腐蝕之前已經運轉了整整五個月，并且某些3D打印部件顯示出退化的跡象。總體而言，盡管面對著雨，雪和-10°C至40°C的溫度，但3D打印零件沒有改變形狀。據中國3D打印網了解，在性能方面，該站的測量結果可與俄克拉荷馬州Mesonet（環境監測站網絡）中的商業級設備進行比較。該設備的傳感器完全能夠準確測量溫度，降水，紫外線暴露和濕度。唯一表現不佳的儀器是3D打印風速計，由于其打印質量低下，它用于測量風速時有誤差。
該項目最終證明，在初始啟動成本和維護成本方面，3D打印氣象站確實可以為其他完善的氣象監視設備提供具有成本效益的替代方案。 Theisen得出的結論是：“如果您要談論的是更換這些廉價傳感器中的兩個或三個，而不是每年維護和校準一個1,000美元的傳感器，那么這是一個很可觀的成本效益。”
這種3D打印的紫外線指數傳感器使用了由冷凍餐盤制成的塑料蓋。到實驗結束時，膠水已泛黃。圖片來自Argonne國家實驗室。
中國3D打印網點評：當然，這并不是在生態監控設備開發中采用3D打印的第一個實例。今年早些時候，法國國家發展研究院使用Formlabs的SLA 3D打印技術為野外開發了一種水污染傳感器。該項目的主要目標是生產用于環境監測的“低成本”設備。該團隊決定使用3D打印技術，因為他們想使用市售工具制造一種用戶友好的傳感器原型。
該研究的主要作者，阿貢省大氣與地球科學家Adam Theisen指出：“我沒想到該氣象站的工作性能會比現在好。即使組件開始退化，結果也表明這類氣象站可能適合較短的活動。”
3D打印的氣象站。圖片來自Argonne國家實驗室。
氣象站有什么作用？
氣象站包括各種儀器和傳感器，旨在監視影響天氣預報的因素，包括溫度，濕度，風速和太陽輻射。氣象站不僅是新聞頻道的重要工具，還促進了農業和可再生能源利用等領域的研究。不過，商用設備的生產成本可能高達數千美元，從而在資金緊張時限制了它們的可訪問性。這就是3D打印的用武之地，有可能使組織將成本降低至1000美元以下，同時將制造能力帶到可能難以證明零件采購的偏遠地區。
3D打印氣象站
考慮到該設備將要經受外界惡劣的環境條件，該團隊選擇了ASA作為3D打印材料，以補充該站的低成本傳感器。令人印象深刻的是，氣象站在濕度傳感器腐蝕之前已經運轉了整整五個月，并且某些3D打印部件顯示出退化的跡象。總體而言，盡管面對著雨，雪和-10°C至40°C的溫度，但3D打印零件沒有改變形狀。據中國3D打印網了解，在性能方面，該站的測量結果可與俄克拉荷馬州Mesonet（環境監測站網絡）中的商業級設備進行比較。該設備的傳感器完全能夠準確測量溫度，降水，紫外線暴露和濕度。唯一表現不佳的儀器是3D打印風速計，由于其打印質量低下，它用于測量風速時有誤差。
該項目最終證明，在初始啟動成本和維護成本方面，3D打印氣象站確實可以為其他完善的氣象監視設備提供具有成本效益的替代方案。 Theisen得出的結論是：“如果您要談論的是更換這些廉價傳感器中的兩個或三個，而不是每年維護和校準一個1,000美元的傳感器，那么這是一個很可觀的成本效益。”
這種3D打印的紫外線指數傳感器使用了由冷凍餐盤制成的塑料蓋。到實驗結束時，膠水已泛黃。圖片來自Argonne國家實驗室。
中國3D打印網點評：當然，這并不是在生態監控設備開發中采用3D打印的第一個實例。今年早些時候，法國國家發展研究院使用Formlabs的SLA 3D打印技術為野外開發了一種水污染傳感器。該項目的主要目標是生產用于環境監測的“低成本”設備。該團隊決定使用3D打印技術，因為他們想使用市售工具制造一種用戶友好的傳感器原型。
在其他地方，橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）的研究人員最近3D打印了一種稱為“ EMPOWER”的同類首個智能墻，該墻具有天氣監視功能。 EMPOWER專為室內3D打印而設計，結合了混凝土增材制造和集成電子設備，可作為房間的冷卻系統。
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