方舟反应炉 IRONMAN

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Introduction: 方舟反应炉 the Ark Reactor

产品说明书

本产品创意来源于电影《钢铁侠》中主人公Tony Stark胸口的方舟反应炉。建模主要参照了电影《钢铁侠》第一部里,主人公在山洞里制造的的第一代反应炉。通过视频截图来搜集了大量建模前期资料。另外截取《钢铁侠》第二部的片头——方舟反应炉的设计图,(霍华德·史塔克、安东·万科)从而在建模上高度还原方舟反应炉原型。 当然,这个产品作为方舟反应炉的静态工艺模型,不能每秒产生30亿焦耳的能量哈。不过!这个产品的诞生,无疑是给了广大铁粉一个自己制作方舟反应炉模型的详细样本,具有很高的参考价值。如果DIY能力比较弱的铁粉或是不知道钢铁侠而是单纯地喜欢这个产品的同志们,你们完全可以以比市面上低无数倍的价格入手一个来收藏。 本产品的材料包括PLA底盖1个,1毫米(本来需要3毫米厚,师傅说不给做,理由是时间太长)不锈钢侧板a型10个,1毫米不锈钢侧板b型10个,PLA中央反应堆1个,PLA内部定位圈a型1个,PLA内部定位圈b型1个,PLA外部箍套a型1个,PLA外部箍套b型1个,PLA(本来需要铝合金,不过数控没空)顶盖1个,PLA(本来是需要透明有机玻璃板,不过没有)电磁加速圈1个,PLA绕线套上下各10个,铜线1000mm/段*10段,LED灯8个,杜邦线10条,arduino pro mini控制器1块,350mAh锂电池1块。 使用的加工工艺包括3D打印,精雕,线切割,钳工等,同时涉及电路设计,arduino编程等操作。在结构上大量使用零件精确镶嵌配合,免除了粘接,电焊等工序,做到了全产品无一处粘接,所以本产品有个极大的特点:它是可以一块块完整拆除和再拼装的!这不但提高了产品的可玩性,也让它具备了随时调整改动和升级的特性。这让它脱离了单纯的静态模型(工艺品)的范畴,进入到了乐高积木类似的高级玩具——让玩家能够在产品原型上根据自己需要自己动手改造出别具自己特色的“新产品”。

Step 1:

看过《钢铁侠》第一部,着了迷,于是看完所有关于钢铁侠的电影,一遍又一遍痴迷地去看,台词都快背得了。我着迷于主人公tony的气质,崇拜tony的创造能力,想做tony一样的改变世界的创造者。自然,他最伟大的创造——方舟反应炉,成了我作为这次金工实习的课题。

金工实习真是一个好的锻炼,对我来说,它更像是一个绝佳的机会,是一个在有老师指导,老师协助下使用工业中心各种加工工具和零件的机会。所以,我一个暑假好好筹划,准备做一个一直没有机会和条件制作的东西——方舟反应炉。 在暑假里,我就仔仔细细重温电影《钢铁侠》,这种仔细,是指把电影里出现的方舟反应炉的有关部分都截屏下来,得到这些最原始数据。而做这些只是为了去观察,去想象,去设计它的外观内构,精确到每个孔间距多少度。我要把它在还原得更真实的前提下,把它设计成一个个零件,设计各种零部件配合,使它能够被方便组装和拆卸。 当然,在截图、建模、再考证的阶段,工作是繁重和精细的。首先,截的图并不能全面反映出方舟反应炉的细致结构。另外,截图的图片质量也不允许能精细地得到各种参数,所以在建模过程中花了我近一个月去思考、揣摩。这也决定了制作它的工种不能使用低精度的钳工敲敲打打,必须使用线切割,数控精雕机,3D打印等精度高的工种。

Step 2:

创客空间也真是个好地方,我和那里的李老师玩得特好。这不,这个金工实习,又得去用借用那里的资源了。创客空间更像一个长期工作室,可以在那吃在那睡,更好的是那里有3D打印,有很多工具配件,并且都让同学们免费用,真心感谢创客空间提供的这么好的资源!于是我那几天都呆在那里了,李老师给我准备了睡袋,很是安逸。在那里的主要工作就是把建的模型拆分为零件,考虑好装配,出的每个零件图再导成.stl的格式,这样就能给3D打印的软件用了。然后把文件用3D打印机的软件切片,保存在SD卡里,插进3D打印机中,简单按几个键,打印机就开始工作了。于是,一层一层,设计的物件就都出现了。由于打印的速度不是特别快,可以在打印之余去看看同学们的作品,也可以去做其他的工序。

在打印机工作的时候,我便利用打印的时间去做了线切割,制作 了20片侧板。做线切割先要在那里的电脑软件里画出图形,然后再导入到机器的电脑机器才能按照画的图去切割。由于考虑了各个零件的插接,侧板的线图是非常繁复的折线,这花了我大量时间去折腾数据,不过作用还是特别明显的——零件之间精确的插接配合在后期给我省去了大量的加工时间,所以在画设计图的时候一丝不苟是很有必要的。 当越来越多的零件被制作完毕,我便将图纸放在最下面起对照的作用,把零件一个个放上去,这样就知道还缺哪些,就不会漏掉什么。其中难度最大也是最重要的一个零件是中间最上层的盖,它必须要做到足够精致才能出效果。于是在周老师的帮忙下,我使用了精雕机来制作上盖。在使用精雕机的过程中,我学到了很多东西,因为之前的金工实习是没有对精雕机进行培训的。同样,在出图的过程中遇到很多技术上的问题,比如分区域雕刻等等。在终于出好图,周老师带我去使用精雕机时,我却在一个不起眼的地方犯了错误,最后酿成严重的后果。我在固定雕刻件的时候,用双面胶只粘了四周,我以为已经够用了。谁知道雕刻机工作的时候,特别是进刀深再做水平移动的时候,横向力量是特别大的,于是,雕刻的板子就因为没有粘牢被刀头给扯掉了,破坏了雕刻件,刀头还差点折断,甚是危险!老师便狠狠教育我要细心,做这些不能马虎。 最后,我还是只能用3D打印来制作了上盖。待所有零件制作完毕,我便开始了组装,这已经是3号了,明天就得交作品了。在进行素组之后,我开始思考电路设计和布线。为了要让作品美观,线路一定不能露出来,也不能乱七八糟。我尝试了好多种方法,最后确定把LED插在上盖的空隙中,把LED正极的针脚给剪短,插上一根杜邦线插到底不露出正极针脚,可以防止短路。另外负极全都用电烙铁焊接在金属的侧板上,而侧板使用一根金属导线联接起来并接入arduino的END针脚,于是线路就被排的特别整齐美观了。一共安装了有8个LED灯,却可以把arduino芯片,锂电池,还有9根杜邦线隐藏进方舟反应炉的内部,从而实现了可穿戴化而不用另加电源。(在这之前我打算再做一个底座用来给方舟反应炉供电的呢) 最后,在研究生余晖学长的帮助下,使用Arduino pro MiNi的控制板对LED进行编程,模拟了方舟反应炉启动时不稳定的发光效果。 发光效果调试阶段也是漫长而需要耐心的阶段,到此,方舟反应炉的制作就已经顺利完成了

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7 Comments

I just want to know what the program's function is.By the way,are you Chinese man?

我是中国人,在成都上学。这个只是一个装饰品,看起来酷酷的而已。编程是用来控制led灯的效果

Wow! This looks great. Thanks for sharing your arc reactor!

Thank you. I'm Chinese, can you read my article?