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 48. Kalenderwoche 2020

Platzierung3D-DruckerAktionspreisAktion / GutscheinZum AngebotInfos zum Gerät
1Artillery Sidewinder-X1327,25 €Flash SalekaufenProduktvorstellung lesen
2Artillery GENIUS241,34 €Flash SalekaufenTestbericht
3ANYCUBIC Mega-S179,74 €Flash Salekaufen
4Alfawise U30 Pro280,49 €

ALFAU30PRO1

kaufen
5TRONXY X5SA242,19 €Flash Salekaufen
6Tronxy XY-2 Pro155,69 €Flash Salekaufen
7Flsun Q5172,14 €Flash Salekaufen
8Flsun QQ S Pro249,99 €kaufen
9NOVA3D Bene4249,99 €Flash Salekaufen
10EcubMaker TOYDIY477,63 €Flash Salekaufen
OUTLONGER LK4 Pro225,33 €Flash Salekaufen
OUTOrtur Obsidian257,14 €kaufenTestbericht
OUTQIDI TECH X-Max1.199,00 €kaufen
OUTQIDITECH X-Plus687,14 €kaufenTestbericht
OUTANYCUBIC Mega X343,14 €kaufenTestbericht
OUTAnycubic Chiron368,94 €kaufen
OUTFlying Bear Ghost 4S309,59 €kaufen
OUTCreality Ender 3153,94 €kaufen
OUTELEGOO Mars
241,37 €kaufen
OUTCreality CR-10 V2429,14 €kaufen
OUTEcubMaker 4 in 1545,58 €kaufen
OUTAnycubic Photon-S372,53 €kaufen
OUTANYCUBIC MEGA ZERO160,57 €kaufen
OUTAlfawise U30171,99 €kaufenTestbericht
OUTAlfawise U20269,6 €kaufenTestbericht
OUTAlfawise U20 ONE220,16 €kaufen
OUTCreality Ender 3 V-Slot187,63 €kaufenTestbericht
OUTTronxy D01426,39 €kaufen

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