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3D gedruckte Flaschen-Rakete

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3D gedruckte Flaschen-Rakete

Rocketry ist eine der am meisten Spaß und einnehmenden Zeitvertreib eine Person unternehmen kann. In Bezug auf pädagogische Vorteile gibt es wenige Werkzeuge gibt, die so effektiv verwendet werden, um eine gesamte STEM (Science Technology Engineering Mathematik) Lehrplan zu lehren. Rocketry kann leicht verwendet werden, um Kräfte & Bewegung, Algebra, Trigonometrie, Aerodynamik und eine Vielzahl von anderen wichtigen Themen zu lehren.

Der Nachteil ist, dass es etwas teuer sein kann, um loszulegen, und teuer zu pflegen, wenn Sie auf den Kauf Materialien abhängen müssen. Ich bin ein Technologie-Ausbildung Lehrer in einem kleinen New England öffentlichen Schulbezirk, und ich brauchte einen Weg, um sich selbst zu erhalten (sehr preiswert) für meine Raketenunterricht. Für die Hobby, oder Elternteil, in der Lage, eine Rakete und starten Sie es ist eine äußerst erfreuliche Erfahrung, und halten diese Erfahrung kostengünstig ist immer ein Plus. Dieser Artikel hängt vom Zugang zu einem 3D-Drucker, aber sie werden immer häufiger und weniger teuer jeden Tag.

Schritt 1: Materialien

3D gedruckte Flaschen-Rakete

Sie benötigen:

-Zugang zu einem 3D-Drucker (Ich habe einen Makerbot Replikator 5. Gen mit Standard-Einstellungen)

- Ein freies TinkerCad Konto

-A Tieftemper Heißklebepistole (es muss eine niedrige Temperatur Klebepistole sein)

-Niedrige temp Klebestifte

-Eine Leere Kunststoff - Limo - Flasche (16oz, 20 Unzen, 1 Liter oder 2 Liter)

-A Schneider oder Näherin Maßband (oder ein Streifen von Papier können Sie markieren)

Ein schwarzes Sharpie

-Ein kleines Stück Sandpapier (ich habe 100 Getreide)

- Ein Tischtennisball

-15cm oder 6 Zoll Drachenschnur

Schritt 2: Entwurfsdaten erfassen

3D gedruckte Flaschen-Rakete

Hier müssen Sie Ihre Daten sammeln, um die Abmessungen von Nasenkegel und Flossen zu ermitteln.

Hinweis: Wenn Sie nur meine .stl-Dateien verwenden und eine 20-Unzen-Flasche haben, können Sie diesen Schritt und den nächsten Schritt nach dem Herunterladen und Drucken der angehängten Datei überspringen.

Anmerkung 2: Ihr Leben wird mit diesem Projekt leichter, wenn Sie Metrische Messung verwenden.

Während dieses Schritts und der nächsten werden wir mit spezifischen Messungen arbeiten, meist in Millimetern. Fühlen Sie sich nicht wie Ihre Messungen müssen hier unglaublich anspruchsvoll sein. Je genauer Sie sind, desto besser ist Ihre Rakete fliegen, aber die Kräfte, die mit Flaschen-Raketen dieser Art beteiligt sind ziemlich gering im Vergleich zu sogar zu niedrigster Macht Modell Raketen. Mit der niedrigeren Kraft im Auge, fühlen sich frei, die Zahlen ein wenig fudge.

Schritte:

  • Nehmen Sie die leere Sodawasserflasche, die Sie gewählt haben, und messen Sie den Durchmesser (D) an der Unterseite der Flasche, wenn Sie sich bewegen, um Ihren Nasenkonus und Wiederaufnahmenvorrichtung zu entwerfen, ist dieses Maß Ihr Grundmaß. Schreib es auf.
  • Nehmen Sie die leere Soda-Flasche und messen Sie es die gesamte aktuelle Höhe. Diese Messung wird verwendet, um die Länge des Nasenkonus zu bestimmen. Schreib es auf.
  • Verwenden Sie Ihre Tailor Tape oder Papierstreifen, um den Umfang der Flasche an der Stelle, wo das Etikett war einmal zu messen. (Wenn Sie super cool sein wollen, können Sie den Umfang mathematisch anhand der Formel herausfinden: Umfang ist gleich zweimal pi multipliziert mit Radius oder C = 2Pi * r). Diese Messung wird verwendet, wenn Sie Ihre Flossen anbringen. Schreiben Sie den Umfang nach unten.

* Sicherheitshinweis - Die nachstehenden Spezifikationen gelten nur für Flaschenraketen. Feste Brennstoff-Modellraketen haben viel engere Toleranzen und arbeiten mit viel größerer Kraft.


Die meisten Gestaltungselemente jeder Rakete sind Funktionen des Raketendurchmessers, dies gilt auch für Flaschenraketen, aber der verwendete Durchmesser ist viel größer als die Modellraketen, die durch die Sodaflasche entstehen. Als solches müssen wir unser Denken ein wenig anpassen.

  • Bestimmen Sie den Bereich der Höhe, die Ihre Rakete haben kann. Diese Messung berücksichtigt alles von Ihrer Düse an die Oberseite Ihres Recovery-Gerät. Ihre Rakete kann zwischen dem 5-fachen Ihres Durchmessers und dem 10-fachen Ihres Durchmessers (D5 bis D10)
  • Bestimmen Sie die Abmessungen Ihrer Flossen. Dies ist, wo die Dinge knifflig, aber nicht wirklich sind. Zuerst müssen Sie wissen, was die Teile einer Finne genannt werden.
    • Der Teil der Flosse, die an der Rakete befestigt ist, wird die Wurzel genannt.
    • Der Teil der Finne, der parallel zum Boden ist, ist der Span.
    • Der Akkord ist der Teil der Flosse, der parallel zum Raketenkörper ist, aber nicht daran befestigt ist.
  • Wurzelabstand (R) - Die Wurzel dieser Raketentype sollte mindestens den halben Durchmesser haben, kann aber dem Durchmesser gleich sein (R = D * .5 bis R = D)
  • Span (S) - Die Spanne sollte etwa das Doppelte der Wurzel (S = R * 2)
  • Chord (Ch) - Der Akkord kann von Null bis zur Hälfte des Diameters (Ch = D * 0 bis Ch = D * .5) sein, wenn Sie eine "Clipped" oder " Trapez "-Design (Informationen über gängige Modell-Raketenformen finden Sie hier, wenn Sie eine schnelle Websuche durchführen)

Schritt 3: Design & Drucken Sie Ihre Nase Cone und Fins

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Ich habe ein konisches Design und ein Ping-Pong-Ball-Recovery-System für eine 20oz Soda-Flasche hier, und das ist, was die unten genannten Anweisungen für Sie generieren wird. Das heißt, es gibt keinen Grund für Sie, dasselbe zu tun. Es gibt eine Vielzahl von Raketen Nase Kegel Formen zur Verfügung, und dieser Aspekt Ihres Designs haben einen signifikanten Einfluss auf Ihre Beschleunigung durch den Widerstand. Machen Sie ein wenig Online-Recherche, und verwenden Sie Ihre eigene Kreativität, um mit Alternativen.

* Hinweis - Diese Anleitung nimmt einige Vertrautheit mit TinkerCad an. Wenn Sie nicht vertraut mit ihm sind, richten Sie ein kostenloses Konto und führen Sie durch die Tutorials zur Verfügung. Es dauert nicht viel Zeit, und Sie werden viel lernen.

  • Melden Sie sich bei TinkerCad an und öffnen Sie ein neues Design.
  • Wählen Sie die Keilform aus dem Geometrischen Menü und ziehen Sie sie auf die Arbeitsebene.
    • Beziehen Sie sich auf Ihre Daten für Root und Span
    • Ändern Sie die Höhe des Keils zu Ihrer Wurzelmessung
    • Ändern Sie die Länge des Keils zu Ihrer Messspanne
    • Ändern Sie die Breite des Keils auf 1 mm
    • Wählen Sie die gerade geänderte Keilform aus und kopieren Sie sie zweimal
    • Glückwunsch! Sie haben gerade Ihre Flossen.
  • Gehen Sie zum Formgeneratormenü
  • Wählen Sie Community
  • Durchsuchen, bis Sie die Form namens "Hi-Res Tube Trichter von Anthony Graglia"
  • Klicken Sie auf den Stern, um ihn zu Ihren Favoriten hinzuzufügen
  • Blättern Sie ein zweites Mal, bis Sie die Form "Tube by Elkniwt2"
  • Klicken Sie auf den Stern, um ihn zu Ihren Favoriten hinzuzufügen
  • Gehen Sie zu Ihrem Favoriten-Menü, und ziehen Sie die Trichterform auf Ihre Arbeitsebene
    • Verwenden Sie den Schieberegler, ändern Sie Ihre Durchmesser Bottom-Option ein wenig größer als der Durchmesser Ihrer Flasche in Millimeter
    • Verwenden Sie den Schieberegler, ändern Sie Ihre Durchmesser Top-Option auf etwa 20mm
    • Verwenden Sie den Schieberegler, ändern Sie die Option Wanddicke auf ca. 1mm
    • Für eine 20oz Soda-Flasche ist Ihre Höhe ungefähr 50mm (für andere Flaschen haben Sie andere Höhen, müssen Sie sehen, was nach rechts zu Ihnen schaut.), Beginnend mit Ihrer Höhe gleich Ihrem Durchmesser ist ein guter Weg zu beginnen.
  • Gehen Sie zu Ihrem Favoriten-Menü und ziehen Sie die Tube-Form auf Ihre Arbeitsebene
    • Verwenden Sie den Schieberegler, ändern Sie die innere Durchmesser Option auf etwa 1 mm des äußeren Durchmessers, die 20 mm sein sollte
    • Für eine 20oz Soda-Flasche verwende ich eine Höhe von 20mm, aber Sie können in welcher Höhe Sie wollen, solange die Gesamthöhe passt es in Ihre Höhe Spezifikation bestimmt in Schritt 3 verwenden.
  • Stellen Sie das Rohr auf den Trichter (vergewissern Sie sich, dass das Rohr mit dem Tunnel verbunden ist)
  • Mit dem Ausrichtungswerkzeug (im Menü Anpassen) das Rohr mit dem Trichter zentrieren
  • Wählen Sie beide Formen aus und gruppieren Sie sie
  • Gehen Sie zu Ihrem Favoriten-Menü, und ziehen Sie eine andere Trichterform auf Ihre Arbeitsebene
    • Verwenden Sie den Schieberegler, ändern Sie die Option Wanddicke auf ca. 1mm
    • Ändern Sie mit dem Schieberegler die Höhe Option auf etwa 5mm
    • Ihr oberer Durchmesser sollte ungefähr 30mm sein und der untere Durchmesser sollte ungefähr 20mm sein
    • Legen Sie die neue Trichterform auf die bereits gruppierte Form
    • Verwenden Sie das Align Tool, um die neue Trichterform auf Ihrer bereits gruppierten Form zu zentrieren.
  • Wählen Sie beide Formen aus und gruppieren Sie sie.
  • Congrats haben Sie jetzt Ihre Flossen, Nase-Kegel und Recovery-System entwickelt.
  • Klicken Sie auf das Design-Menü
  • Klicken Sie auf Download for 3D Printing
  • Wählen Sie .stl
  • Öffnen Sie in Ihrer 3D-Druckersoftware
  • Drucken

Schritt 4: Vorbereiten Sie Ihre Flasche

3D gedruckte Flaschen-Rakete

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  • Stellen Sie sicher, dass Sie das Etikett entfernt haben und spülen Sie die Flasche mit Wasser.
  • Stecken Sie die Heißklebepistole in die Heißklebepistole und legen Sie sie mit einem Heißklebestift ein.
  • Teilen Sie Ihre Umfangsmessung mit 3 (mit metrisch werden Sie am Ende mit einem Dezimalwert, rund um den Wert auf die nächste ganze Zahl, es wird nahe genug sein).
  • An Punkt 1/3 des Weges um die Flasche, wo das Etikett war kleine schwarze Marken mit Ihrem Sharpie.
  • Mit einer geraden Kante, verlängern Sie Ihre schwarzen Marken, so dass sie von der Spitze, wo das Etikett einmal an der Unterseite, wo das Etikett einmal war zu erreichen.
  • Verwenden Sie Sandpapier, rauhen das Gebiet von den Linien bedeckt, während vorsichtig nicht zu löschen.
  • Verwenden Sie Sandpapier, rauhen die Seiten der Buckel am unteren Rand der Flasche.
  • Verwenden Sie Sandpapier, rauhen eines der Täler an der Unterseite der Flasche (die man nicht ausmacht).
  • Das Aufrauhen dieser Ares ermöglicht eine grßere Haftung des Heißklebers mit niedriger Temperatur.
  • Lege ein Ende deines Kite-Strings in das Tal, das du aufgeraut hast.
  • Setzen Sie einen Glob des niedrigen temp heißen Klebers über dem Ende Ihrer Zeichenkette, die im Tal ist.
  • Warten, bis der Kleber härtet (30 Sekunden bis 1 Minute)

Schritt 5: Befestigen Sie die Nasenspitze

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  • Ziehen Sie das andere (nicht geklebt) Ende Ihres Kite-Strings durch Ihre Nose Cone-Baugruppe. Die Saite läuft durch die Nasenspitze vom größeren Ende (unten) durch das kleinere Ende (oben). Ziehen Sie die Schnur fest.
  • Legen Sie Globen des niedrigen temp heißen Klebers auf alle Buckel, die Sie aufgerauht haben.
  • Schieben Sie die Nasenspitze auf die Unterseite Ihrer Flasche und stellen Sie sicher, dass sie so gerade wie möglich ist.
  • Warten Sie, bis der Heißklebstoff heiß ist.
  • Mit einem Taschenmesser schneiden alle überschüssigen Kleber von der Außenseite der Flasche.

Schritt 6: Recovery Device Assembly

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  • Mit einem Taschenmesser oder awl, stoßen Sie ein kleines Loch (nur größer als Ihre Kite-String) in der Ping-Pong-Ball.
  • Schieben Sie das unglued Ende Ihrer Kite-String in das Loch.
  • Setzen Sie einen Glob des niedrigen temp heißen Klebers über dem Loch und der Schnur.
  • Warten Sie, bis der Heißklebstoff heiß ist.

Schritt 7: Flossenmontage

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(Wiederholen Sie die folgenden Schritte einmal für jede Finne)

  • Machen Sie eine Linie der niedrigen temp Heißkleber auf der Wurzel einer Flosse.
  • Legen Sie die Wurzel der Flosse auf eine der schwarzen Sharpie-Linien auf Ihrer Flasche, um sicherzustellen, dass die Flosse so gerade und eben wie möglich (Extrapunkte, wenn Sie eine Art von Jig oder Gerät, dass Ihre Flossen sind sowohl gerade und montiert werden können Ebene).
  • Halten Sie die Flosse in Position, während der niedrige temp heiße Kleber kühlt
  • Machen Sie eine Linie von heißem Kleber entlang jeder Seite jeder Flosse.
  • Halten Sie die Flosse in Position, während der niedrige temp heiße Kleber kühlt.

Schritt 8: Launch, Launch, Launch !!!!

Dies sind die grundlegenden Anweisungen für die Vorbereitung zu starten und starten eine Flasche Rakete. Ich habe keine Anleitungen für Launcher Bau, wie ich bereits ein Launcher, und mehrere DIY und kostengünstige Versionen sind online verfügbar. Unten ist allgemein, wie eine Wasserflasche Rocket starten. Ihr spezieller Launcher kann unterschiedlich sein.

  • Schrauben Sie die Kappe und füllen Sie die Flasche etwa 1/3 der Weg nach oben mit Wasser
  • Bringen Sie Ihre Flasche Rocket zu Ihrem Träger
  • Tuck die Kite-String innerhalb der Nase Kegel, und legen Sie die Ping-Pong-Ball auf der Rakete.
  • Inflate auf 50 PSI (das ist die Zahl, die ich benutze, und ich habe nicht ein strukturelles Versagen nach 20 Starts.Ich habe 80 PSI einmal mit einer 2-Liter-Flasche ohne Ausfall verwendet.Geben Sie höher auf Ihr eigenes Risiko)
  • Geben Sie einen Countdown von 5
  • Starten
  • Uhr

Vielen Dank für die Verwendung meiner Instructable. Ich hoffe, Sie genießen Ihre neue Flaschenrakete!

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