2020年6月18日

生活科技-修復-仿生獸曲軸

前天在指導生活科技探索課程時,讓學生們分組製作風力仿生獸,這對會考後的他們來說,既是課程外的也是新奇的,課程外是因為沒有在教材中,新奇的是因為沒有想過考完考試後還需要學新知識、組裝工序,尤其是學著仔細看說明書。

不過,一些操作新手加上材料強度不足的緣故,難免會因為施力不當、組裝技巧不足、嵌入角度的誤解而造成零件斷裂。零件的耗損是沒辦法現場解決的,只有調用別組多餘的料件或拆盒新的來補充。

來看看這次的主角吧,就那麼剛好學生折斷的是最主要的曲軸,等於是仿生獸在運作上的龍骨,這類較粗的零件也敵不過錯誤的施力。由於是斷在軸與面之間,所以這次採用的方式是鑽孔、接骨、膠合,約花半天的時間完成。

一、發現問題,思考解決策略。直接依塑膠斷裂處黏合是完全沒用的,只要外加的剪力、彎矩一產生,用的膠再好、黏的再厚都是徒勞無功。得內外夾攻,模仿醫學手術的方式將其原本功能恢復。學生當下有想到熔化接合,不錯哦!
使用手電鑽在桿與面的斷裂處鑽
孔由於塑膠斷裂頗為明顯,所以不太需要花時間確定相對位置

二、選擇合適工具、骨材與膠合劑。既然要鑽孔,手電鑽便是好幫手,且桿的直徑不大,更需要1.5mm以下的鑽尾來搭配。骨材選用迴紋針或綁鋼筋用的細鐵絲都可以。膠合則使用AB膠。
鑽孔需配合骨材直徑,孔太小還可以擴孔,太大就麻煩了

 
桿上面也要鑽孔,讓骨材可以伸進去

三、固定與等待。將骨材穿過斷裂面的孔與桿中再彎折,讓多餘的材料服貼於斷裂面的另一側。此時,骨材雖不會移動,但是能轉動。因此再上一層薄薄的AB膠,以免固化後的AB膠影響轉動。接著就是如何放置待乾了,總不能雙手充當固定架,所以得有其他緊固的替代方案。
懸空處用摺紙填充,既不歪斜也保持相對距離
另一端再繞上幾圈鐵絲幫助固定,效果比手拿著或單純放著好太多

四、拆模與測試。待AB膠固化後,拆下固定用鐵絲,裝上其它從動件,測試強度與功能,沒什麼問題就可以出院囉!
施作處較小,不適合使用過多的外加材料來強化固定
包得像木乃伊一樣等於在影響轉動
在修復的曲軸上裝上其他支撐架與連桿,仿生獸再生(運轉功能正常)

2020年2月1日

科學玩具-力學-魔術手環(Toroflux)

大賣場賣的,19元一個而已,變得好廉價

玩具介紹

科學及數學理論說明得很詳細,慢慢看就能懂

自製流體手環 Toroflux (Flow Ring)