Ein Forscherteam der University of Bristol hat einen Levitator entwickelt, der mit einem 3D-Drucker und einigen zusätzlichen Elektronikbauteilen leicht nachgebaut werden kann. In diesem Beitrag informieren wir Sie über die Einzelheiten des TinyLev Leviators.

Anzeige

Ein Forscherteam der University of Bristol hat die Technik für einen akustischen Levitator so vereinfacht, dass ihn jeder mit einem 3D-Drucker und günstigen Elektronikbauteilen selbst nachbauen kann. Der akustische Levitator funktioniert einer Studie zur Folge mit Ultraschallwellen, der Styroporkügelchen, Wassertropfen und kleinere Gegenstände bis zu zwei Stunden in der Schwebe halten kann. Geeignet ist das Gerät für Schüler und Hobbyforscher.

Bestandteile des TinyLev Levitators
Die Komponenten des TinyLev Levitators. (Bild: © Asier Marzo / University of Bristol)

Zum Betrieb eines Levitators wurden bislang komplexe Geräte benötigt, die mit Hochspannung arbeiten, weshalb die Nutzung auf einige wenige Forschungslabore beschränkt war. Der Wissenschaftler Asier Marzo von der University of Bristol und sein Team haben mit dem „TinyLev“ jetzt einen „Do it yourself“-Levitator entwickelt, der von jedem interessierten Menschen nachgebaut werden kann. Das Gerüst wird mit einem 3D-Drucker hergestellt, als Recheneinheit dient ein Arduino-Mikrocontroller, es sind handelsübliche Abstandssensoren verbaut. Zum Betrieb ist keine Hochspannung erforderlich.

Die Ultraschall-Generatoren sind die wichtigsten Komponenten des „TinyLev“, die sich jeweils gegenüberliegen und das Wellenfeld erzeugen. In dem Wellenfeld aus Ultraschall schweben die Gegenstände. Im Normalfall wären dafür piezoelektrische Scheiben notwendig, die mit Sonotroden verbunden werden. Das Forscherteam verwendet stattdessen Ultraschall-Module aus dem Elektronikgeschäft, wie sie zum Beispiel in Abstandssensoren verbaut sind. Diese so genannten Transducer senden Ultraschallwellen mit 40 Kilohertz aus, daraus resultiert laut Marzo in einer Wellenlänge von 8,5 Millimeter. Mit dem Levitator können Objekte bis zu vier Millimeter Größe in die Schwebe gebracht werden.

Einbau der Ultraschall Transducer
In den Levitator werden pro Ring 36 Ultraschall Transducer eingesetzt. (Bild: © Asier Marzo / University of Bristol)

Je 36 Transducer befinden sich in drei konzentrischen Ringen in den konkaven Enden des Kunststoffgehäuses. Die spezielle Anordnung gewährleistet eine Fokussierung der Schallwellen in der Mitte des Levitators. Die Steuerung des „TinyLev“ übernimmt ein Arduino-Mikrocontroller. Wie die Forscher berichten, sei das Gerät einfach zu bedienen und funktioniere stabil. Einmal aktiviert, lassen sich Styroporkügelchen, Wassertropfen, Papier oder Schokostücke bis zu zwei Stunden in der Schwebe halten. Das Forscherteam konnte sogar eine Ameise in den Schwebezustand versetzen. Die Objekte können über die Steuerung der Ultraschallstärke nach oben oder unten bewegt werden.

TinyLev Levitator und schwebende Teile
Der aufgebaute Levitator und die vier verschiedenen schwebenden Teile. (Bild: © Asier Marzo / University of Bristol)

Im Vergleich zur Hightech-Version ist der „TinyLev“ gegenüber Temperaturveränderungen und hoher Luftempfindlichkeit quasi immun. Marzo zufolge habe die Arbeit seines Teams den akustischen Levitator sozusagen demokratisiert.

Vor zwei Jahren hatten die Forscher eine frühere Variante des Levitators entwickelt, den „Do it yourself“-Traktorstrahl. Die Baukosten für den „Do it yourself“-Traktorstrahl belaufen auf weniger als 100 Euro und es lassen sich Objekte von wenigen Millimeter Größe wie eine Fliege, biologische Proben oder ein Stück Kunststoff damit bewegen. Der Selbstbau-Traktorstrahl ist handlich wie ein Phaser aus Star Trek.

Der US-Flugzeughersteller Boeing hat im Februar 2016 ein Patent für eine Art Schwebeverfahren für 3D-Objekte eingereicht. Bei dem Verfahren schweben Objekte zwischen Magnetfeldern und werden schichtweise per 3D-Drucker gefertigt.

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 08. Kalenderwoche 2021

Platzierung3D-DruckerBester PreisShop & GutscheineMehr Infos zum Gerät
1Artillery Sidewinder-X1317,23 €kaufenNeuvorstellung
2Creality Ender 3 PRO204,23 € (Coupon-Code: GBCR3PRO)kaufen
3QIDI TECH X-Max1.003,57 €kaufenTestbericht
4Creality CR-10 V3432,65 €kaufen
5Artillery GENIUS225,97 €kaufenTestbericht
6Anycubic Chiron489,99 €kaufen
7QIDI TECH S-Box495,38 €kaufen
8Geetech A30T *Three Color*628,52 €kaufen
9FLSUN Q5181,63 €kaufen
10FULCRUM MINIBOT 1.084,00 €kaufenNeuvorstellung
11Alfawise U50178,63kaufenProduktvorstellung
12TRONXY X5SA262,13 €kaufenTestbericht
13Creality CR-6 SE271,15 €kaufenNeuvorstellung | Tesbericht
14Ortur Obsidian252,34 €kaufenTestbericht
15Alfawise U30 Pro228,25 €kaufen
OUTAlfawise U20 ONE 276,21 €kaufen
OUTFLSUN QQ S Pro248,59 €kaufen
OUTQIDITECH X-Plus668,77 €kaufenTestbericht
OUTANYCUBIC Mega X429,99 €kaufenTestbericht
OUTEcubMaker TOYDIY417,67 €kaufen
OUTLONGER LK4 Pro205,06 €kaufen
OUTANYCUBIC Mega-S242,32 €kaufen
OUTFlying Bear Ghost 4S325,60 €kaufen
OUTCreality Ender 3144,70 €kaufen
OUTAnycubic Photon-S389,99 €kaufen
OUTAlfawise U30175,75 €kaufenTestbericht
OUTANYCUBIC 4Max Pro 2.0412,86 €kaufenTestbericht

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen