星际时代的玩具：3D打印反重力器

发表于：2015-07-30

　　很多人将3D打印称为一种未来的制造技术，但就算这样，我们也很少能够遇到如此具有未来范的3D打印作品——反重力器（Anti-Gravitator），这是由德国化学家Stefan Kneip设计的，它使用3D打印的设备制造出了一个磁场，该磁场能够保持小的金属物体稳定悬浮。

 

　　虽然它看起来无比炫酷，简直像星际时代的东西，但是对于化学家Stefan Kneip而言这只是出于其爱好而设计的一个小项目。“我对于电子技术、复杂的机器等方面的东西十分感兴趣，尤其是动力机械、机电一体化等。幸运的是，多亏了我的妻子，我能够做所有这些我喜欢的事情。”他说。 

　　那么究竟什么是反重力器？Stefan很快强调，反重力器名字虽然很酷，但是它并不是真的能够隔绝重力。“反重力器的原理是，通过铜线圈产生的磁场与金属物体相互作用产生磁力以抵消重力。我使用一个强钕磁铁作为对象和一个铁磁体（用一个M6×40mm的螺丝）作为对应一极放在装置的顶部。当线圈被关闭，你需要将磁铁球靠近铁磁体，由于磁力的作用，从而使铁球处于悬空状态。”他解释说。

[flash]http://player.youku.com/player.php/sid/XMTI5NjcwNzg0NA==/v.swf[/flash] 

　　Stefan称如果使用永久磁体，就不可能形成如此稳定的磁悬浮，所以电流是必须的。“我通过铜线圈产生电磁场来覆盖这个永久吸引力。电流通过线圈（因此生成磁力）是由其下方的磁场传感器（霍尔传感器）来控制的。如果浮体升起并接近霍尔传感器，它就会发出一个信号给OPAMP，以减少通过线圈的电流。”Stefan说。“从而导致磁力减少和球体向下移动。这个运动会瞬间引起传感器的反应，导致电流再度增加，如此过程将导致球体稳定地悬浮在中间。”

　　Stefan是从2014年底开始打造这个很酷的装置的。他在建模的时候使用的主要是FreeCAD 0.15软件。“我的专业是化学，我拥有无机化学博士学位，所以我在工程方面的知识是比较有限的。但是，FreeCAD十分简单易用，而且它还有一个非常活跃的用户社区，如果你有问题可以迅速得到帮助。”Stefan称。电子电路与电路板使用的是CadSoft公司的EAGLE PCB设计软件，随后在Stefan自己的小实验室里打造出来。 

　　这些3D打印部件使用的是Stefan改装的Hadron Pro 3D打印机，该机器配备了BulldogXL挤出机和E3Dv6 热端。“反重力器所有的部件都是用PLA材料打印的。我花了一整天打印所有部件，包括对CAD文件做一些必要的修改。”Stefan称。 

　　如果您有兴趣自己打造一个反重力器的话，可以下载免费共享的所有设计文件。此外，您还需要准备其它电子器件，包括电源、霍尔传感器、电子电路板和足够的铜线等。