เราเป็นนักศึกษาวิศวกรรมการออกแบบผลิตภัณฑ์ในปีที่สอง ความท้าทายของเราคือการออกแบบและสร้างกังหันซึ่งเมื่อวางไว้ในอุโมงค์ลมที่ให้ไว้จะสร้างพลังงานมากที่สุด กังหันได้รับการออกแบบด้วยแนวคิดที่จะสอนนักเรียนมัธยมปลายว่าใบมีดที่แตกต่างกันจำนวนมากมีผลต่อประสิทธิภาพของกังหันที่ความเร็วลมแปรผันอย่างไรดังนั้นใบมีดและท่อที่ถอดออกได้ อย่างไรก็ตามหากกังหันของคุณใช้ภายนอกอาคารท่อรูปกรวยแบบเรียบง่ายจะมีประสิทธิภาพมากกว่า สิ่งนี้สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วโดยใช้แผ่นพลาสติกบางและซูเปอร์กลู
* อัพเดท * หลังจากการแข่งขันที่ดุเดือดและการระเบิดเล็กน้อยกังหันของเราออกมาเป็นอันดับ 3 และได้รับรางวัลที่ดีที่สุดของเทสโก้ ฉันจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงแหวนรอบนอกของคุณไม่มีรอยแตกอย่างสิ้นเชิงเมื่อเราหมุนด้วยความเร็วสูงสุด!
วัสดุ:
ขั้นตอนที่ 1: สร้างท่อ
ท่อซึ่งควบคุมการไหลของอากาศจากทางออกของพัดลมไปยังใบพัดกังหันมีความสำคัญเนื่องจากจะช่วยเพิ่มปริมาณอากาศที่ไหลผ่านใบพัดกังหันและทำให้การไหลของอากาศรวมกัน
นี่คือส่วนที่ง่ายที่สุดในการผลิตซึ่งวัสดุที่ต้องการนั้นเป็นวัสดุพื้นฐานที่สุดและเป็นชิ้นเดียวที่ผลิตโดยไม่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
หากกังหันของคุณไม่ต้องการท่อให้ไปที่ขั้นตอนที่ 6
คุณจะต้องการ:
บล็อคโฟม
หนังสือพิมพ์หลายฉบับ
Clingfilm
วางภาพพื้นหลัง
กระดาษกาว
แผ่น MDF ขนาดใหญ่ 2 แผ่น (ประมาณ 300 x 400 มม.)
สีขาว
เคลือบเงา
ปืนกาวร้อน
ขั้นตอนที่ 2: รับบล็อกโฟมขนาดใหญ่
บล็อคโฟมนี้คือการสร้างแม่พิมพ์ซึ่งเราจะใช้กระดาษทำภาชนะรอบ ๆ เพื่อสร้างเปลือกกลวง ขนาดของบล็อกนี้คือ 450x280x280 มม. ฉันผลิตทรงลูกบาศก์นี้โดยการติดโฟมหนา 6 แถบ 75 มม. เข้าด้วยกันโดยใช้ปืนกาวร้อน
รูปร่างที่เรากำลังจะก่อตัวจากสิ่งนี้ค่อนข้างซับซ้อนและฉันพบว่ามันยากที่จะมองเห็น ดังนั้นฉันจึงพบว่าการขัดรูปร่างขนาดใหญ่นั้นง่ายกว่าการพยายามสร้างรูปร่างที่สมบูรณ์จากแถบวัด แต่ใช้เวลานานกว่า
ที่ปลายด้านหนึ่งของบล็อกทำเครื่องหมายกึ่งกลางและวาดรัศมี 140 มม. อีกด้านหนึ่งของบล็อกทำเครื่องหมายสี่เหลี่ยมกว้างเท่าบล็อกและสูง 165 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอยู่กึ่งกลาง
ตอนนี้เริ่มขัด ฉันใช้ไฟล์โลหะขนาดใหญ่ แต่กระดาษทรายกรวดต่ำจะทำเคล็ดลับ ในขณะที่ขัดคุณต้องจำไว้ว่าวงกลางของรูปร่างของคุณจะยังคงไม่มีใครแตะต้องจริง ทำให้ทั้งสองฝ่ายผสานกันอย่างราบรื่นดังภาพ
ในขณะที่ขัดด้านสี่เหลี่ยมมันจะเป็นโฟมด้านบนและด้านล่างของรูปร่างที่คุณเอาออกในขณะที่ปลายวงกลมนั้นจะเป็นความกว้างของบล็อกที่จะลดลงและมุมใด ๆ จะถูกปัดเศษ
ในขั้นตอนสุดท้ายให้ใช้กระดาษทรายกรวดสูงเพื่อทำให้รูปร่างเรียบ
ขั้นตอนที่ 3: Paper Mache
เนื่องจากแม่พิมพ์ของเราทำจากวัสดุที่มีรูพรุนเราจำเป็นต้องหุ้มด้วยฟิล์มยึดเพื่อป้องกันไม่ให้ปลอกเครื่องทำด้วยกระดาษติดกับมัน ฉันใช้ม้วนฟิล์มประมาณครึ่งม้วนสำหรับเรื่องนี้
เราจำเป็นต้องสร้างพื้นผิวให้เรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แน่ใจว่าภายในท่อของเราก่อให้เกิดความวุ่นวายน้อยที่สุด วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการวนรอบด้วยฟิล์มยึดหนึ่งครั้งทับขอบแล้วตัดฟิล์มและเริ่มสูงขึ้นอีกครั้งจนกระทั่งครอบคลุมทั้งรูปร่าง (รวมถึงพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง) เทคนิคนี้ป้องกันการกระเพื่อมที่ปรากฏในภาพยนตร์เมื่อคุณลองและครอบคลุมรูปร่างในครั้งเดียว
ตอนนี้เพื่อความสนุก เติมถังด้วยน้ำร้อน 4 ส่วนและเม็ดวอลล์เปเปอร์ 1 ส่วน (ตามลำดับนั้นมิฉะนั้นจะเป็นก้อนเมื่อฉันค้นพบ) คลุกเคล้าให้เข้ากันจนเป็นแผ่นหนาจากนั้นจุ่มกระดาษหนังสือพิมพ์ลงในกระดาษแล้ววางลงบนแม่พิมพ์ท่อ ครอบคลุมด้านข้างของรูปร่างให้แน่ใจว่าคุณไปถึงขอบด้านบนและด้านล่าง แต่ให้พื้นผิวด้านบนและด้านล่างเปิดออก ลองและทำให้เลเยอร์แรกของแถบทำงานในทิศทางเดียวกันและจากนั้นในเลเยอร์สองทำให้ตั้งฉากได้ ทำซ้ำ 8 ชั้น
ขั้นตอนที่ 4: การถอดท่อ
เนื่องจากรูปร่างนี้กว้างกว่าที่ปลายด้านหนึ่งและสูงกว่าอีกด้านหนึ่งเราจึงไม่สามารถดึงศูนย์โฟมออกมาได้ เราจำเป็นต้องตัดกระดาษมาเช่ครึ่งหนึ่งแล้วจึงใส่กลับเข้าไปอีกครึ่งหนึ่งเมื่อนำโฟมออก มีดงานฝีมือที่คมหรือมีดผ่าตัดจะทำงานได้
เมื่อเอาโฟมโฟมออกแล้วเปลือกจะบิดเบี้ยว ทำให้ยากต่อการติดกาวเข้าด้วยกัน วิธีการของเราค่อนข้างทดลอง เราใช้การรวมกันของการสนับสนุนไม้กาว PVA, ลวดเย็บกระดาษและน้ำหนักโลหะ ก่อนอื่นให้คลุมแผ่น MDF หนึ่งด้านโดยประมาณ 100 x 150 มม. ด้วยกาว PVA จัดวางแกนกระดาษสองส่วนอีกครั้งจากนั้นแนบส่วนรองรับ MDF เข้ากับแผล เย็บเล่มตามความยาวทั้งหมดของการตัดแล้วหนีบหรือน้ำหนักจนกว่า PVA จะแห้ง ทำซ้ำสำหรับฝั่งตรงข้าม
ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนสุดท้าย
ตอนนี้คุณมีท่อที่สมบูรณ์สำหรับอุโมงค์ลม แต่ก็ยังค่อนข้างบอบบาง เพื่อให้มีรูปร่างที่แข็งแรงยิ่งขึ้นไม้กาวร้อน (หรือคล้ายกัน) รองรับรอบปลายทั้งสองด้านที่เปิด เพื่อหาขนาดของวงแหวนรองรับฉันใช้เทปวัดรอบเส้นรอบวงและคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลาง ติดเทปและ / หรือยึดเครื่องทำกระดาษกับไม้เพื่อให้แน่ใจว่าพอดี
ถัดไปทำการเคลือบภายในและภายนอกด้วยน้ำยาเคลือบเงา 2 ชั้น สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ปกป้องเครื่องทำกระดาษจากความชื้นและช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง แต่ยังช่วยลดความปั่นป่วนเมื่อใช้งานท่อ
ในที่สุด: ความสวยงาม เราตัดสินใจที่จะทาสีท่อของเราเป็นสีขาวมันวาวเพื่อให้สอดคล้องกับธีมของเรา
ขั้นตอนที่ 6: การออกแบบใบมีด
เราสามารถเข้าถึงเครื่อง Rapid Prototype (หรือ“ เครื่องพิมพ์ 3D”) ดังนั้นสิ่งนี้ทำให้เรามีโอกาสเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบใบมีดของเราเพื่อให้ได้พลังงานมากที่สุด
กังหันลมที่ใช้ลิฟท์นั้นเป็นประเภทที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดดังนั้นเราจึงตัดสินใจใช้รูปร่างกังหัน (ปีก) ที่ใช้ในกังหันลมอยู่แล้ว FX-83-W-108 ดู http://worldofkrauss.com/foils/52
Aerofoil นี้ถูกเลือกเพราะมีอัตราส่วน Lift / Drag ที่ดีที่ 68.785 ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุกแรงที่สร้างขึ้นในการลากจะสร้างแรงยกที่สูงขึ้น 68.785 เท่า Aerofoil ยังมีมุมการโจมตีที่หลากหลายซึ่งใช้งานได้ตั้งแต่ -5 ถึง +8 องศา โดยทั่วไปนี่แค่ให้ระยะขอบเล็กน้อยสำหรับข้อผิดพลาดเมื่อเราทำใบมีด
ขั้นตอนแรกในการปรับการออกแบบใบมีดให้เหมาะสมคือการคำนวณว่ามีลมมากแค่ไหน เนื่องจากโครงการของเราเกี่ยวข้องกับอุโมงค์ลมเราจึงมีความเร็วลมคงที่ไม่มากก็น้อย สูตรคือ:
พลังงานลม = 0.5 * (ความหนาแน่นของอากาศ) * (พื้นที่) * (ความเร็วลม) ^ 3
สิ่งนี้ให้พลังในหน่วยวัตต์ - ให้แน่ใจว่าคุณใช้หน่วย S.I (เช่นเมตร, กิโลกรัม, วินาที, ฯลฯ )
- ความหนาแน่นของอากาศที่ระดับน้ำทะเลที่ 20 องศาเซลเซียสประมาณ 1.204 กิโลกรัมเมตร -3
- พื้นที่หมายถึงพื้นที่ที่กังหันจะครอบครอง สำหรับการออกแบบของเรานี่คือพื้นที่ปลายท่อของเราเช่น 0.14 * 0.14 = 0.0616 ตารางเมตร
- ความเร็วลมคือความเร็วของอากาศผ่านบริเวณที่กังหันจะยึดครอง อย่างที่คุณเห็นการเพิ่มขึ้นของความเร็วลมเล็กน้อยทำให้พลังเพิ่มขึ้นอย่างมาก
เรามีความเร็วลมประมาณ 11 เมตรต่อวินาทีและพื้นที่ 0.0616 ตารางเมตรดังนั้นสิ่งนี้ทำให้เรามีพลังงานในลมเท่ากับ 50 วัตต์
เนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า "Betz Limit" พลังงานสูงสุดที่สามารถสกัดได้จากลมโดยกังหันคือ 59.3% ของพลังงานลมนี้ ฉันจะไม่พูดถึงเหตุผลที่นี่ แต่คุณสามารถค้นหาได้หากคุณสนใจ …
ดังนั้นตอนนี้เราได้รับการส่งออกพลังงานสูงสุดที่เป็นไปได้คือ 59.3% จาก 50 วัตต์ซึ่งให้พลังงานประมาณ 29 วัตต์
ตัวเลขนี้จะถือว่ากังหันมีประสิทธิภาพ 100% ซึ่งเป็นไปไม่ได้ กังหันสีขาวขนาดใหญ่ที่คุณเห็นอยู่ทั่วทุกวันนี้จัดการกับประสิทธิภาพได้ประมาณ 75 - 85% ซึ่งน่าประทับใจมาก เราไม่ค่อยดีนักดังนั้นประสิทธิภาพ 50% จึงสมเหตุสมผล สิ่งนี้ทำให้เราได้พลังงานตามทฤษฎีจากกังหันของเราประมาณ 14 วัตต์
บิตต่อไปคือคณิตศาสตร์ที่น่าเสียดายมากกว่านี้ - แต่นี่เป็นบิตสุดท้าย!
สิ่งที่เราต้องทำตอนนี้คือหาว่าใบมีดขนาดใหญ่นั้นจำเป็นต้องมีกำลังงานออกมาเท่าไหร่ นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับความเร็วที่เราต้องการให้กังหันหมุน
Aerofoil ที่เราเลือกใช้งานได้ดีที่สุดด้วยความเร็วประมาณ 22-30 เมตรต่อวินาที (50-70 ไมล์ต่อชั่วโมง) ดังนั้นเราต้องแน่ใจว่ากังหันจะหมุนเร็วพอที่จะยอมให้สิ่งนี้
ในการคำนวณความเร็วของใบมีดในบางจุดเราใช้:
U = ω * r
- U คือความเร็วของใบมีด
- ωคือความเร็วการหมุนเป็นเรเดียนต่อวินาที
- r คือรัศมีหน่วยเป็นเมตร
เราเลือกความเร็วในการหมุน 1500 รอบต่อนาที หากต้องการแปลงเป็นเรเดียนต่อวินาทีให้คูณด้วย 2 * pi แล้วหารด้วย 60
(1500 * 2 * pi) / 60 = 157 เรเดียนต่อวินาที
เคล็ดลับใบมีดจะมีรัศมี 140 มม. จากศูนย์กลางการหมุน (เนื่องจากขนาดของท่อ) ดังนั้นความเร็วปลายจะเป็น:
U = ω * r = 157 * 0.14 = 22 เมตรต่อวินาที
นี่คือความเร็วของใบมีดที่เคลื่อนที่ผ่านอากาศในแนวตั้งฉากกับลม ในการค้นหาความเร็วทั้งหมดของใบพัดที่ปลายสุดเราใช้ Pythagoras:
ความเร็วรวม = √ ((U ^ 2) + V ^ 2)
U คือความเร็วปลายซึ่งวัดได้เร็วกว่า 22 เมตรต่อวินาที
V คือความเร็วลมซึ่งคำนวณก่อนหน้านี้เท่ากับ 11 เมตรต่อวินาที
ดังนั้นเราจึงได้ความเร็วของอากาศทั้งหมด 24.6 เมตรต่อวินาทีที่ปลายดาบซึ่งอยู่ในช่วงกลางของความเร็วที่เหมาะสมสำหรับ aerofoil ของเรา
ตกลงถัดจากสมการใหญ่เพื่อให้ได้พื้นที่เบลดของเรา:
พื้นที่ใบมีด = กำลังไฟ / 0.5 * ρ * √ (U ^ 2 + V ^ 2) * (Cl UV-CdU ^ 2)
- พลังงานเป็นพลังงานกังหันลมที่เราคำนวณมาก่อนหน้านี้ 14 วัตต์
- ρคือความหนาแน่นของอากาศอีกครั้งประมาณ 1.204 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
-V คือความเร็วลมในหน่วยเมตรต่อวินาที - ในกรณีนี้ 11m / s
-U คือความเร็วปลายของใบมีดเป็นเมตรต่อวินาที - ในกรณีนี้ 22m / s
-Cl เป็นค่าสัมประสิทธิ์ของการยกสำหรับ aerofoil ของเราที่พบในแผ่นข้อมูล Aerofoil ของเรามีค่าสัมประสิทธิ์การยก 1.138
-Cd คือสัมประสิทธิ์การลากซึ่งคือ 0.01654
ดังนั้นจากสมการเราได้พื้นที่ของใบพัดที่เหมาะสมสำหรับความเร็วและกำลังของกังหันของเราอยู่ที่ 0.003536 ตารางเมตร
เราตัดสินใจที่จะมีใบมีดสองใบ (ยิ่งไปกว่านั้นและพวกมันจะเล็กมากและบอบบาง) ดังนั้นสิ่งนี้ทำให้พื้นที่ของใบมีดแต่ละอันเท่ากับ 0.001768 ตารางเมตร การใช้ความกว้างใบมีด 2.5 ซม. จะทำให้ความยาวใบมีดประมาณ 7 ซม.
ดังนั้นตอนนี้เรามีกำลังทางทฤษฎีของเราความเร็วในการหมุนของกังหันจำนวนใบพัดที่เราต้องการและขนาดที่ใบพัดต้องมี เราเกือบพร้อมที่จะทำใบมีดแบบ CAD แล้วในตอนนี้ - มีคณิตศาสตร์เพียงเล็กน้อยเพิ่มขึ้นก่อน
สิ่งสุดท้ายที่เราต้องทำคือมุมของใบมีดตามจุดต่าง ๆ ตามรัศมีของใบมีด นี่คือเหตุผลสองประการประการแรก Aerofoil ทำงานได้ดีที่สุดที่ "การโจมตีมุม" 5 องศา ซึ่งหมายความว่าใบมีดจะทำงานได้ดีที่สุดหากเอียงขึ้น 5 องศาตามทิศทางการไหลของอากาศ เหตุผลที่สองคือใบมีดจะสัมผัสกับการไหลของอากาศในมุมต่าง ๆ ตามรัศมีของใบมีดเนื่องจากใบมีดเคลื่อนที่เร็วกว่าผ่านทางอากาศที่ปลายของมันมากกว่าที่อยู่ที่ราก
ในการคำนวณมุม“ α” ที่ใบมีดต้องเปลี่ยนเป็นลมจากทิศทางการเคลื่อนที่เราใช้:
α = 95 - tan ^ (- 1) (U / V)
-U คือความเร็วของใบมีดที่รัศมีเฉพาะ (U = ω * r)
-V คือความเร็วลมเสมอ 11m / s ในกรณีนี้
เนื่องจากใบมีดของเราจะยาว 7 ซม. และมีรัศมีสูงสุด 14 ซม. รากของใบมีดจะอยู่ที่ 7 ซม. จากศูนย์กลางการหมุน ดังนั้นจากรากถึงปลายมุมคือ:
รัศมี (m) V (m / s) U (m / s) α (องศา)
0.07 11 10.99 50.0
0.08 11 12.56 46.2
0.09 11 14.13 42.9
0.10 11 15.70 40.0
0.11 11 17.27 37.5
0.12 11 18.84 35.3
0.13 11 20.41 33.3
0.14 11 21.98 31.6
ตกลงในที่สุดคณิตศาสตร์ก็เสร็จสิ้นและตอนนี้เราสามารถไปยังขั้นตอนต่อไป - การสร้างแบบจำลองใบมีดในซอฟต์แวร์ CAD
คุณสามารถใช้พิกัด aerofoil จากเว็บไซต์บันทึกเป็นไฟล์. txt จากนั้นนำเข้าลงใน Solidworks เพื่อให้รูปร่างของ aerofoil เมื่อพิกัดถูกบันทึกเป็นไฟล์. txt ให้ไปที่แทรก> curve> โค้งผ่านจุด xyz ใน Solidworks และแทรกไฟล์ aerofoil ของคุณไปยังหนึ่งในเครื่องบินพื้นฐาน จากนั้นเลือกระนาบนี้คลิกที่ร่างของ aerofoil และเลือก "แปลงเอนทิตี" สิ่งนี้จะถูกปรับขนาดและหมุนเป็นมุมหนึ่งโดยใช้แถบเครื่องมือ "ย้ายเอนทิตี"
จากนั้นไปที่แทรก> รูปทรงเรขาคณิตอ้างอิง> แทรกระนาบและแทรก 7 ระนาบแต่ละอันที่ระยะห่าง 10 มม. จากกัน เลือกระนาบแต่ละอันแล้วคลิกที่รูปร่างแอโรฟอลแล้วเลือก "แปลงเอนทิตี" สิ่งนี้จะฉายภาพแอโรฟิลไปยังแต่ละระนาบ ก่อนหน้านี้สามารถปรับขนาดได้ (เราใช้ขนาด 2.5 เพื่อทำให้ใบมีดขนาด 2.5 ซม. จากขอบจรดท้าย) และคุณยังสามารถหมุนใบมีดไปยังมุมที่คำนวณมาก่อน
จากนั้นเลือก“ เจ้านาย / ฐานที่อยู่ในห้อง” แล้วเลือกโปรไฟล์ Aerofoil ที่ทำมุมทั้งหมด นี่จะทำให้ส่วนหลักของใบมีด!
สิ่งที่เหลืออยู่ให้ทำตอนนี้คือการทำ“ กุญแจ” เพื่อให้ใบมีดเสียบเข้ากับฮับและชิ้นส่วนที่ปลายเพื่อเสียบเข้ากับวงแหวนด้านนอก สิ่งเหล่านี้สามารถทำได้โดยการร่างภาพบนเครื่องบินที่เหมาะสมและใช้เครื่องมือ "ขับไล่" เพื่อสร้างภาพสามมิติ
ขณะนี้ใบมีดพร้อมสำหรับการทำต้นแบบอย่างรวดเร็ว!
ขั้นตอนที่ 7: การหล่อใบมีด
หลังจากที่ใบมีดได้ถูกสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วแล้วสามารถนำไปทำสำเนาเหมือนกันได้
ก่อนอื่นต้องมีการทำให้เรียบและขัด เครื่องต้นแบบที่รวดเร็วส่วนใหญ่พิมพ์ด้วยความแม่นยำประมาณ 0.25 มม. ดังนั้นใบมีดจะออกมาค่อนข้างหยาบ
ก่อนอื่นให้จุ่มใบมีดใน Methyl Ethyl Ketone (MEK) สิ่งนี้จะช่วยทำให้ข้อบกพร่องบางอย่างราบรื่นขึ้น จากนั้นใช้เสื้อโค้ทแบบบางของ U-POL หรือฟิลเลอร์ที่เข้ากันได้อื่น ๆ เพื่อเติมเต็มในความหยาบและแก้ไขขอบขรุขระ หลังจากที่ฟิลเลอร์แห้งแล้วใบมีดจะถูกทรายให้ละเอียด โปรดจำไว้ว่าขนาดและความนุ่มนวลของส่วน aerofoil มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานอย่างถูกต้อง ระลอกเล็กน้อยหรือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแอโรฟอลนั้นจะเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของแอโรไดนามิกอย่างรุนแรง
ทำซ้ำขั้นตอนการเติมและขัดจนกระทั่งใบมีดเรียบอย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่มีรอยขีดข่วนลึก ขณะนี้ใบมีดสามารถลงสีพื้นเพื่อแสดงความไม่สมบูรณ์ใด ๆ เพิ่มเติมและการขัด / การกรอกซ้ำจนกว่าใบมีดจะราบรื่นและเป็นประกาย
ขณะนี้ใบมีดพร้อมสำหรับการหล่อ
ในการทำแม่พิมพ์คุณต้องหา (หรือทำ) กล่องเล็ก ๆ ประมาณหนึ่งเซนติเมตรหรือใหญ่กว่าใบมีดในแต่ละทิศทาง
ทากาวพลาสติกชิ้นเล็ก ๆ ตามขอบด้านข้างของใบมีด ขอบนำคือด้านที่หนากว่าของส่วนแอโรฟอยล์ จากนั้นติดกาวชิ้นส่วนพลาสติกนี้ที่ด้านล่างของกล่องของคุณ
จากนั้นผสมของเหลวซิลิกอนขึ้นรูปตามคำแนะนำของขวดแล้วเติมให้เต็มกล่อง
เมื่อซิลิกอนแห้งกล่องจะแตกออกเป็นชิ้น ๆ และสามารถถอดใบมีดออกจากแม่พิมพ์ได้อย่างระมัดระวัง
ตอนนี้คุณสามารถผสมเรซินเพื่อเริ่มทำสำเนาใบมีด สัดส่วนมักจะเป็นเรซินประมาณ 1: 1 ต่อฮาร์ดเนอร์ ใช้เวลาไม่นานในการตั้งค่าดังนั้นจึงต้องเทลงในแม่พิมพ์ทันที ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณหมุนแม่พิมพ์ไปรอบ ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าเรซินมาถึงทุกส่วนของแม่พิมพ์
หลังจากนั้นประมาณ 15-20 นาทีใบแรกของคุณควรพร้อม อย่าถูกล่อลวงให้เอาใบมีดเร็วเกินไป - มันอาจจะดูดีพอ แต่ใบมีดจะยังคงอ่อนนุ่มและจะบิดงอเล็กน้อยทำลายมุมทั้งหมดที่คุณชอบมาก!
ทำขั้นตอนนี้ซ้ำสำหรับใบมีดมากเท่าที่คุณต้องการ เราได้ 10 เพื่อให้แน่ใจว่าเรามีเงินเหลือเฟือ
จากนั้นก็เป็นกระบวนการเดียวกับก่อน - การบรรจุและการขัด เราใช้ฟิลเลอร์การสร้างแบบจำลอง“ สิ่งสีเขียว” เพื่อทำให้ฟองอากาศเล็ก ๆ น้อย ๆ และความไม่สมบูรณ์ที่เกิดขึ้นในแม่พิมพ์และขัดด้วยกระดาษทรายคุณภาพดี จากนั้นใบมีดสามารถพ่นสีได้ทุกสีตราบใดที่มีความมันวาวเพื่อลดแรงเสียดทานกับอากาศ
ใบมีด (เสร็จแล้ว!) เสร็จสิ้น
ขั้นตอนที่ 8: ฮับ
ฮับของเราได้รับการออกแบบให้เป็นแป้ง CNC จาก Perspex
ขั้นตอนแรกคือการร่างวงกลมของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ถูกต้อง ในกรณีของเรานี่คือ 140 มม. จากนั้นร่างวงกลมเล็ก ๆ ตรงกลางเป็นรูตรงกลาง
จากนั้นร่างรูปร่าง "คีย์" เดียวกันจากด้านล่างของใบมีดและใช้สิ่งนี้เพื่อสร้างรูปแบบร่างแบบวงกลม เราต้องการเพียงใบมีดสองใบ แต่เราสร้างภาพร่างที่เหมือนกัน 8 แบบเพื่อให้สามารถทำการแก้ไขด้วยใบมีดที่แตกต่างกันได้หากต้องการ
ถัดไปขับไล่วงกลมออกและตัดกุญแจไปยังความลึกที่ถูกต้องเพื่อให้เข้ากับใบมีด ในของเรานี่คือ 16 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูกลางอยู่ตลอดทาง
จากนั้นหาชิ้น Perspex ขนาดที่เหมาะสมสำหรับการตัดเฉือน CNC มันต้องหนาพอที่จะยอมให้สูงกว่าความลึกของช่องเล็กน้อยดังนั้นอะไรก็ตามที่มีความหนาตั้งแต่ 20-30 มม. ก็เหมาะอย่างยิ่ง
เมื่อฮับได้รับการกลึงคุณจะต้องเจาะรูตรงกลางและแตะ (เธรด) กังหันของเราจะหมุนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อมองจากด้านหน้าดังนั้นด้ายจะต้องเป็นเกลียวด้านซ้ายเพื่อให้แน่ใจว่ามันกระชับตัวกับเพลาแทนที่จะคลายเกลียวตัวเอง! ขนาดของหลุมและดอกยางขึ้นอยู่กับขนาดของเพลาที่คุณใช้ แต่เราใช้ M10
ขั้นตอนที่ 9: พระ
ครอบเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากจะช่วยให้การไหลเวียนของอากาศเป็นไปอย่างราบรื่นไปยังใบมีด
ในการสร้างพระของเราก่อนอื่นเราจะทำการรวมชั้นของ MDF ที่มีขนาด 160x160 มม. เข้าด้วยกันเพื่อสร้างสแต็คสูงประมาณ 250 มม. กาว PVA ทำงานได้ดีที่สุดในการผสานเข้าด้วยกัน แต่คุณจะต้องทิ้งไว้ให้แห้งข้ามคืน
ถัดไปทำการกลึง MDF แซนด์วิชบนเครื่องกลึงไม้เพื่อสร้างรูปร่างของพระ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ด้านล่างสำคัญมากดังนั้นให้ใช้คาลิปเปอร์บ่อย ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้กลึงมากเกินไป
เมื่อคุณมีรูปร่างที่ถูกต้องแล้วให้ใช้กระดาษทรายบนเครื่องกลึงเพื่อทำให้ผิวที่หยาบกร้านหยาบ
จากนั้นเพิ่มบล็อกไม้หรือ MDF ขนาดเล็กหนาประมาณ 2-4 ซม. ลงบนฐานของรูปร่างครอบ บล็อกนี้จะต้องน้อยกว่าขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางโดยรวมของฐาน สิ่งนี้จะช่วยยกฝาครอบสำหรับขั้นตอนต่อไป - การสร้างสุญญากาศ
ปัดฝุ่นลงบน MDF ครอบด้วยแป้งฝุ่น สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการเกาะติดอะครีลิคในการขึ้นรูปสูญญากาศ คุณสามารถใช้สีอะครีลิคหนา 1-2 มม. สำหรับการขึ้นรูปสูญญากาศ แต่เราใช้สีใสเพื่อที่เราจะได้เห็นการสร้างกังหันเมื่อประกอบเข้าด้วยกัน
ถัดไปสูญญากาศในรูปแบบอะคริลิมากกว่ารูปร่าง MDF เมื่อเย็นแล้วให้ใช้มีดผ่าตัดหรือมีดปลายแหลมเพื่อตัดขอบด้านล่างอย่างระมัดระวัง คุณควรจะเหลือด้วยพระที่ดีและเรียบร้อย
ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างเม็ดมีดที่จะยึดอะคริลิคครอบกับกังหันของคุณ
ก่อนอื่นให้วาดวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกันกับฐานของพระ (140 มม.) ลากวงกลมอีกอันตรงกลางของนี้ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกับเพลากังหันในกรณีของเรา 10 มม. นี่จะเป็นฐานเมื่อตัดด้วยเลเซอร์จากอะคริลิกใส 2 มม. ยึดน็อต M10 เข้ากับกึ่งกลางของชิ้นส่วนนี้เพื่อให้แน่ใจว่ารูที่อยู่ในนัตนั้นอยู่กึ่งกลางรูในอะคริลิก
จากนั้นเลเซอร์จะตัดวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า (ประมาณ 40 มม.) ออกมาอีกครั้งโดยมีรูตรงกลาง 10 มม.
ด้ายวงกลมขนาดใหญ่บนเพลากังหันตามด้วยถั่ว M10 วงกลมขนาดเล็กและถั่วอื่น จากนั้นคุณจะต้องปรับความสูงของวงกลมขนาดเล็กโดยไขน็อตทั้งสองขึ้นและลง คุณจำเป็นต้องได้วงกลมสองวงในระยะที่ถูกต้องเพื่อให้พวกเขาทั้งสองสัมผัสด้านในของพระเมื่อวางอยู่เหนือส่วนบนของเพลา จากนั้นวัดระยะห่างระหว่างวงกลมและตัดท่อพลาสติกใสหนึ่งเส้นเพื่อให้แน่ใจว่ามันใหญ่พอที่จะใส่น็อตเหนือวงกลมใหญ่ได้
ตอนนี้เจาะรูเล็ก ๆ สี่รูที่ด้านข้างของวงกลมขนาดใหญ่และเจาะรูให้ตรงกับที่เกิดขึ้นในสุญญากาศ พระสามารถติดกับวงกลมด้วยหมุดและกาว
ขั้นตอนที่ 10: วงแหวนรอบนอก
วงแหวนรอบนอกล้อมรอบใบมีด นี่เป็นอีกส่วนที่สำคัญเนื่องจากจะช่วยหยุดใบมีดที่โค้งงอและยังช่วยลด "ปลาย vortices" ซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของการลาก (ขอให้สังเกตว่าเครื่องบินสมรรถนะสูงจำนวนมากมี winglets เพื่อลดสิ่งนี้)
แหวนเช่นฮับและใบมีดสามารถสร้างแบบจำลองในโปรแกรม CAD เช่น Solidworks เครื่องซีเอ็นซีที่เราเข้าถึงมีขนาดเล็กเกินไปที่จะตัดวงแหวนดังนั้นมันจึงผลิตโดยใช้เครื่องตัดเลเซอร์จากอะคริลิกใสขนาด 4mm
วาดวงแหวนลงบนซอฟต์แวร์ CAD ของคุณสร้างช่องเพื่อให้ตรงกับส่วนท้ายของเบลด ใช้รูปแบบร่างแบบวงกลมเช่นเดียวกับฮับเพื่อให้สล็อตเหมือนกันทั้งหมดและในสถานที่ที่เหมาะสม มุมมองจากบนลงล่างของวงแหวนสามารถ "พิมพ์" โดยใช้เครื่องตัดเลเซอร์
นอกจากนี้คุณยังสามารถตัดแหวนบางวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางวงในและนอกวงกลมเหมือนเดิมได้ แต่ไม่มีช่องเสียบเพื่อทำวงแหวนล้อมรอบ
สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำคือการประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดสำหรับการทำต้นแบบอย่างรวดเร็วการตัดเฉือน CNC และการตัดด้วยเลเซอร์บนซอฟต์แวร์ CAD ของคุณเพียงเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างเข้ากันพอดีก่อนที่คุณจะทำ!
ขั้นตอนที่ 11: กรอบ
นี่คือเฟรมที่จะเก็บทุกอย่างไว้ด้วยกัน
เราเลือกที่จะใช้ perspex สำหรับความแข็งแกร่งของมันและความโปร่งใสของมันทำให้ผู้ใช้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าทุกส่วนเชื่อมต่อกันอย่างไร
ในการสร้างชิ้นส่วนเหล่านี้จะมีการสร้างแบบร่าง CAD ขึ้นโดยนำไปสู่เครื่องจักรซีเอ็นซีเพื่อการผลิต
ไฟล์ solidworks เหล่านี้สมบูรณ์พร้อมมิติข้อมูล
ก่อนที่วัสดุจะถูกตัดเฉือนรูปร่างพื้นฐานของแต่ละส่วนประกอบจะถูกตัดให้มีความยาวความกว้างและความสูงพร้อมสำหรับเครื่อง CNC
เมื่อเสร็จแล้วก็ถึงเวลาที่จะเจาะและร้อยรูเพื่อยึดกับเฟรม
วิธีที่ดีที่สุดในการทำคะแนนให้ถูกต้องคือเริ่มต้นด้วยการจับทั้งเฟรมเข้าด้วยกัน
เมื่อเสร็จแล้วคุณสามารถเริ่มต้นด้วยการเจาะรู 8 รูจากเสาหลักไปยังส่วนรองรับ
วิธีที่ฉันประสบความสำเร็จคือใส่ชิ้นงานขนาด 5mm (ขนาดของรู) ลงในสว่าน จัดเรียงหลุมด้วยชิ้นส่วนสว่านยึดหน่วยกับสว่านเสา จากนั้นเมื่อจัดตำแหน่งรูเจาะอย่างสมบูรณ์ให้เปลี่ยนชิ้นส่วนเจาะเป็น 4 มม. (เล็กกว่า 1 มม. พร้อมสำหรับเกลียว 5 มม.) และเจาะ 20 มม. เป็นวัสดุ
ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับ 4 หลุมจากฐานลงในเสา ที่ที่คุณเริ่มต้นด้วย 8mm แล้วเลื่อนลงไปที่ชิ้น 7mm
เมื่อเสร็จแล้วคุณสามารถเริ่มเกลียวหลุม คุณจะต้องแตะ m6 & m8
วางรองในรองพ่นหลุมด้วยสารหล่อเย็นและแตะด้วย m6
ทำซ้ำสำหรับเสาด้วยการใช้ m8 แตะ
ตอนนี้หาสลักเกลียวขนาด 6 มม. แปดอันและสลักเกลียว 8 มม. สี่อันเพื่อประกอบเข้าด้วยกัน
เข้ารอบสุดท้ายใน
ทำให้มันท้าทายจริง
