So entwerfen Sie parabolische, hyperbolische, elliptische Reflektoren für den 3D-Druck

In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie mit jeder CAD-Software Parabolspiegel nach den ersten Prinzipien konstruieren können.

Anwendungen

Reflektoren werden in Anwendungen wie Industriebeleuchtung, Bühnenscheinwerfer, Heimbeleuchtung, Signalerfassung in Antennen, Richtmikrofonen, Lautsprechergehäusen, Infrarotheizungen, Ultraschallsensoren usw. verwendet.

Die üblichen verwendeten geometrischen Formen sind sphärisch, ellipsoid, paraboloid und hyperboloid. Diese Formen sind einfache konische Abschnitte. Reflektoren verwenden eine dieser Formen oder manchmal eine Kombination dieser Formen, um die Effektivität der Signalerfassung und -übertragung zu erhöhen.

Alle von ihnen haben unterschiedliche Eigenschaften. Diese geometrischen Formen können geeignet verwendet werden, um die Effektivität des Designs zu erhöhen. Beispielsweise erzeugt ein Parabolreflektor parallele Strahlen, wenn sich die Quelle im Brennpunkt befindet. Wir besprechen das Design von parabolischen Reflektoren/Kollektoren und den 3D-Druck dieser. Jede konische Querschnittsform kann entworfen und 3D-gedruckt mit zusätzlichen Funktionen nach ähnlichen Prinzipien.

Von Gleichungen zu CAD

Modellierung in Autodesk Fusion 360

So können Sie in Autodesk Fusion 360 nach den ersten Prinzipien modellieren.

Andrew Sears vom Autodesk-Support erwähnte diese Methode im Fusion360-Benutzerforum. Ich habe die Schritte genauer erklärt.

Die Entwurfsschritte in Autodesk Fusion 360 basieren auf dem verfügbaren Platz. Wir können mit einigen grundlegenden Parametern beginnen, wie dem Durchmesser D und Höhe h . Betrachten wir D=80 und h=30 .

Schritt 1
Konstruiere ein Dreieck mit Base=D=80 und height=2h=60 .

Zeichnen Sie eine Linie vom Mittelpunkt der Basis, die senkrecht zur Hypotenuse steht. Nennen wir diesen Offset Abstand und messen Sie es. In diesem Fall ist es zufällig distance=33.282 .

Schritt 2
Drehe die von Hypotenuse, Basis und Achse eingeschlossene Fläche um die Achsenlinie, um einen konischen Körper zu erzeugen.

Generieren Sie eine Tangentialebene und kopieren (oder verschieben) Sie sie um den Versatzabstand (33.282), sodass er durch den Schnittpunkt der Versatzabstandslinie und der Basislinie verläuft und den Körper teilt.

Schritt 3
Die Teilungsebene hat die Parabel, die wir brauchen. Wir kopieren jetzt die parabolische Kurve und versetzen die Kurve nach außen für die erforderliche Dicke (z. B. 3 mm) und drehen den Abschnitt, um den parabolischen Reflektor zu erhalten, mit dem wir begonnen haben.

Vom CAD zum Prototyp

Der 3D-Druck ist eine großartige Möglichkeit, von der Designvalidierung über Funktionstests bis hin zur Herstellung kleiner Chargen zu gelangen.

Sie können auch Ästhetik, einfaches Drucken, Montageanordnungen usw. berücksichtigen, wenn Sie mit Ihrem 3D-Druckdienstleister iterieren. Hier ist ein Beispiel für einen Parabolreflektor mit integrierter Halterung.

Stratnel bietet Designberatungs- und Druckservices und ermöglicht es Designern, mithilfe der additiven Fertigung schneller voranzukommen und mehr zu erledigen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von K. Padmanabhan, CEO &Gründer von Stratnel Technologies LLP verfasst. Wir haben ihn mit deren Erlaubnis erneut veröffentlicht.