3D打印水火箭发射器

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简介:3D打印水火箭发射器

这是一个水火箭发射器由3D打印部件,PVC管,和现成的货架上的组件。它推出了在美国发现的标准汽水/苏打水瓶。水火箭,也被称为苏打瓶火箭,是有趣的和伟大的催化剂,对STEM学习。

这个发射器的设计特点是一个强大的和便携式的设计,部件可以拆卸和交换所需的。它将瓶子牢牢地固定在发射器上,直到发射销被拔出。它已经多次测试超过100psi。

装配一开始看起来可能会让人望而生畏,但几乎所有的装配都只是简单地将3D打印零件拼合在一起。保持高压的艰苦工作与发射管总成无关,发射管总成可以由中间修理工批量生产。

这是版本1,它取代了以前的公测版本.设计与Autodesk融合360。

本说明提供了构造和使用的概述。为了减少混乱,我将详细说明和设计讨论放在https://magicsmokestat.com/water-rocket-launcher/

安全免责声明:对于所提供的任何设计、模型或分析的安全性、性能或适用性,不作任何明示或暗示的保证。我不是这个领域的专家,也没有正式的资格。加压系统具有固有的危险性。在没有适当资质、防护设备和工具的情况下,不要尝试。

供应

非印刷部分的细节和来源可在https://magicsmokestat.com/water-rocket-launcher/parts-list-non-printed/

打印部分模型可在Thingiverse免费:事情49248

非印刷部分:

  • PVC管,公称1/2″,附表40,3英尺(未在上面显示)
  • TR414轮胎阀
  • O形圈,外径7/8英寸x内径11/16英寸x厚度3/32英寸
  • 机螺钉,1/4-20螺纹,2.5〃长,六角头,不锈钢
  • 锁紧螺母1/4-20螺纹尼龙镶嵌,不锈钢
  • 橡胶带,尺寸#33(3 1/2″x 1/8″)硅胶最好,但大多数办公室用的橡胶带也可以
  • 发射针线,编织聚乙烯36″长建议
  • 气压短加长软管,6-8〃(建议使用)
  • 带减压阀的空气压力长延长软管,4-6英尺(建议,未图)
  • 带压力表和施瑞德阀的气压源(自行车气泵,未见图)
  • 食品级o形环润滑油(建议,未图)

工具/工作用品:

  • 一次性手套
  • 永久性标记
  • Cotton-tipped拭子
  • 120 -勇气砂纸
  • PVC底漆/水泥
  • 纸巾
  • PVC切管器,可以进行直边切割(上面有两种选项)
  • 统治者
  • 美工刀(图中无)
  • 滑动接头钳(可选,但偶尔有用)
  • 打火机/火柴熔接电线的末端,以防止磨损(可选,未见图)

印刷部分:

  • 扳手qtr-20(蓝色):7/16″六角扳手,用于1/4-20螺栓和螺母
  • 底座(玫瑰金):发射器底座
  • 衣领(青色):夹子用的固定衣领
  • 托架(蓝色):将整个套件固定在一起以便运输
  • 长销钉(x3,蓝色):将发射器固定在草地上的地面销钉。还提供了短钉模型。
  • 脚(x3,红色):PVC管道末端的脚,脚上有固定环,用于钉和斜角,用于锁定底座以便运输
  • 夹子(x6,红色):将瓶子固定在底座上的夹子
  • 发射别针(蓝色):固定衣领的别针,夹子夹住吞下苍蝇的瓶子
  • 气门座(蓝色):固定TR414轮胎气门
  • 气门挡板(蓝色):防止轮胎气门滑入较低的发射管
  • 管芯(蓝色):顶部和底部发射管之间的接口,瓶和底座之间的接口

第一步:准备发射管组装零件

发射管是发射器最关键的部件。它是唯一保持压力的部件,也是唯一对时间敏感的部件。为了获得最大的强度和可靠性,最好由经验丰富的修理工进行组装。

  • 准备PVC管。切割3“和5”管段。确保端部为方形和圆形。
  • 使用3D打印六角扳手插入螺栓并连接螺母,组装管芯。仔细注意,螺母应位于“底部”一侧,其中心有斜面。
  • 切TR414轮胎气门如图所示,以去除圆形“蘑菇”的一面。

步骤2:组装发射管

收集如图所示的材料,为粘结步骤做准备。这是最棘手的一步。我建议大家回顾一下详细说明

  • 粘结#1:3”下PVC管底部(斜面)的管芯
  • 粘结#2:5“PVC上层管道顶部(平侧)的管芯
  • 在管芯上涂抹额外的粘合剂,以允许芯吸作用来填充印刷品的间隙
  • 擦去多余的水泥
  • 将阀门逆止器插入3“下部PVC管中
  • 部分插入轮胎气门
  • 用棉签涂抹底漆
  • 粘合#3:阀门支架到3" PVC管,以固定在轮胎阀门内
  • 压缩整个程序集1分钟
  • 给自己45分钟的时间
  • 将o形圈安装在槽内

唷!最难的部分已经结束了。考虑一次做几个发射管。

步骤3:组装底座

底座将发射管固定到位,并使用夹具将瓶子固定在发射器上,直到拉动发射销。

  • 将夹子放到位;用橡皮筋暂时固定住。
  • 将套环部分滑动到卡箍上,将套环和底座上的“销”标记对齐,拆下橡胶带,然后将套环一直向下压
  • 将橡胶带绕在每个腿支架上,并套在衣领上的挂钩上

步骤4:用支架组装腿和部件

装配每条腿x3

  • 将支脚插入8“PVC管的一端。把一条腿放在另一条腿上。

把所有部件装在承运人内

  • 插入管发射
  • 垂直握住双腿,将每只脚滑动到交叉支撑后面,并插入衣领的凹槽中
  • 将托架置于销钉端部,将“销”符号与底座对齐
  • 将载体向下滑动到位
  • 收起启动销并将绳索缠绕在夹板上
  • 装一个可选的软管加长件
  • 添加一个可选剪辑

步骤5:设置发射地点,发射!

找一块开阔平坦的草地,远离树木和车辆。

设置启动器

  • 将支腿插入底座
  • 将底座放置在水平面上
  • 用钉子(草地上)或重物(坚硬表面上)固定

载火箭

  • 将发射管插入火箭
  • 把火箭发射管装到基地上
  • 通过抬高领子和插入发射销将火箭锁在适当的位置

准备发射

  • 确保发射地点安全,发射装置附近没有人
  • 给火箭打气。一些缓慢的泄漏是可能的(而且更安全!)而且不是问题。

发射!

  • 把绳子拉到发射针上。升空!

注意:如果需要中止发射,最好的办法是用压力释放阀给系统减压。有些水泵有这个。您也可以购买带有释放阀的软管加长件。您可以使用一个薄的物体(Carrier的线夹工作良好),以压下Schrader阀门的中心销,以释放压力。作为最后的备份,大多数发射管将有缓慢的泄漏,从微观空气通道在管芯。你可以等待系统减压。

步骤6:更多想法

以上是发射器组装和使用的简要概述。更多详情请访问https://magicsmokestat.com/water-rocket-launcher/

请随意提出以下问题,我会尽力回答。

请在下面分享你的构建!如果你是一名教育工作者并且有兴趣为你的学生进一步开发这个项目,也请告诉我。

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    8的评论

    0
    JamesD125

    16天前

    我喜欢这个,非常感谢。我多年来一直在制作水火箭(为当地的幼童和童子军筹款活动),使用拉链领带和塑料环作为发射释放机制,但你的设计包装得更小,将是伟大的。我以前的那些也累了。
    我正在打印4-轻微修改的核心和脚,以匹配合适的英国管道尺寸和瓶颈。

    0
    MagicSmokeSTAT

    15天前答复

    很高兴你觉得这个有用!我对你的设计作品很感兴趣
    以及你在英国做的修改。我的梦想是制作并发布本土化设计,无论你身在何处都可以轻松完成。如果你有时间分享,请直接联系我们。完成后请在Instructables上分享你的构建!

    管芯螺栓和螺母的用途是什么?我假设这只是为了增加3D打印部分的强度,但我想检查一下。谢谢

    0
    MagicSmokeSTAT

    最佳答案19天前

    这是完全正确的。3D打印的零件对跨层线的拉力较弱。我还没有找到一种方法,使3D打印的部分,可靠地处理应力,满足在管芯,而没有一个额外的专门保持拉力。类似于钢筋混凝土中的钢筋。

    随附的图片显示了早期原型在(非锁定)螺母松动后不久发生的情况,显示了沿层平面的断裂。

    更多关于地铁核心设计的讨论在这里:https://magicsmokestat.com/water-rocket-launcher/d..。

    0
    Ranuga

    19天前

    好工作。最大压力是多少?是否有用于2级或以上火箭的火箭导轨?

    0
    MagicSmokeSTAT

    最佳答案19天前

    嗨Ranuga !谢谢你的问题。最大压力取决于你的具体构造,特别是发射管。夹紧系统是过度设计的,非常坚固,我从来没有夹紧失败,即使是较早版本的夹紧不那么结实。

    在我自己的压力测试中,我多次超过80psi,都没有问题。我的压力已经超过了100psi,而且从未出现过与压力有关的发射装置故障。你的经验可能会有所不同,我对每个人的(安全执行的)压力测试和失败特别感兴趣。分享这些将有助于改进设计。

    请注意,由于瓶子破裂的风险,塑料瓶的压力一般不应超过50磅/平方英寸,尤其是较大的瓶子(直径越大,瓶壁应变越大)。

    请注意,在发射管中通常有一个非常缓慢的泄漏。这是经过设计的(如果您经历过的话,更确切地说,这不是一个构造缺陷)。这是由3D打印的多孔性造成的,通常不会造成问题,特别是如果PVC底漆/水泥被大量地应用到Tube Core,从而进入微观通道。

    如果你有其他的经历,请让我知道,这样我可以提供具体的建议。

    你可以找到更多关于最大压力的讨论https://magicsmokestat.com/water-rocket-launcher/,…包括一个更高PSI测试发射的发射画廊和更多的技术讨论,这将使本教程混乱。

    关于火箭导轨-还没有!但这是一个很好的想法,也是对项目的一个很好的扩展。也就是说,发射装置的基座足够紧凑,你可以把导轨敲进发射装置旁边的泥土里,它可能会完成任务。

    你也可以把几个发射器放在一起,把它们的发射销绑在一起。选择是无限的。

    0
    DavidL868

    提示21天前介绍

    需要考虑的一个细微的改进是使用来自公路自行车管的Presta自行车轮胎气阀,而不是Schrader气阀,以及一个头部可以接受Presta气阀的地压泵。Presta阀门设计用于承受更高的压力。为了安全起见,不要将这些泵送至高于150psi的地方。此外,要注意任何可能在结构上削弱塑料瓶的修改,如热(热熔胶)或一些粘合剂。

    0
    MagicSmokeSTAT

    21天前回复

    你也可以使用普雷斯塔瓣膜。我还没有想出一种方法来适应这1/2“PVC管没有使发射管不能从基地移动,但我相信有人会找到一种方法(或只是决定,可移动性不是那么重要的应用)。设计的目的是灵活和可扩展。我很期待看到人们的设计。

    关于Schrader vs.Presta阀门的最大压力:我认为在预期的发射压力下,这不是一个问题,但当性能包络线被拉伸时,可能会变成一个问题。

    关于塑料瓶很好的建议。我希望最终的鳍安装设计可以不需要额外的粘合剂或热胶就能连接鳍。这是一个正在进行的项目。大多数指南建议泵送极限为50psi,并在使用10次后更换瓶子。

    谢谢你的评论!喜欢这些想法和输入。