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Ein 3D-gedruckter Ultraschallsensor zur Warnung vor gefährlichen Wetterbedingungen

Am 14. Mai 2022 von Lisa S. veröffentlicht

Die University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) steht hinter dem Projekt 3D-PAWS (3D Printed Automatic Weather Station), bei dem 3D-Druck zur Entwicklung von Werkzeugen und Instrumenten eingesetzt wird, die eine frühere Erkennung von schwerwiegenden Wetterereignissen ermöglichen. Die Teams präsentieren ihre neueste Errungenschaft, einen kegelförmigen Ultraschallsensor, der von einer 3D-gedruckten Hülle geschützt wird. Er wird es ermöglichen, nicht nur den Stromfluss und die Schneefälle, sondern auch Sturmfluten und die Auswirkungen von Unwettern besser zu messen, um die Bevölkerung in Gebieten, die anfällig für gefährliche Wetterlagen sind, besser zu schützen.

3D-PAWS wurde vor fünf Jahren mit dem Ziel ins Leben gerufen, die Erfassung von Wetterdaten zugänglicher zu machen. Einer der Projektleiter dieser Initiative, Paul Kucera, erklärt, „Unser Ziel ist es, unseren Endnutzer zu ermöglichen, ihre eigenen Netzwerke aufzubauen und zu erhalten, anstatt kommerzielle Sensoren zu kaufen, die mehrere tausend Dollar kosten können.“ Eine Möglichkeit, die Gesamtkosten dieser Werkzeuge zu senken, besteht in der additiven Fertigung. Auf diese Weise kann jeder seine eigenen Instrumente herstellen. Das Projekt begann mit Wetterstationen, um mehr Daten über Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Druck und sogar Temperatur zu erhalten. 3D-PAWS wurde bereits in Regionen wie Barbados, Kenia, Uganda und Sambia eingesetzt.

Eine 3D-gedruckte Wetterstation in Sambia (Bild: 3D-PAWS)

Nach den ersten Erfolgen mit diesen Wetterstationen konzentriert sich 3D-PAWS nun auf etwas Neues: die Fernerkundung. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das Veränderungen im Wasserlauf, plötzliche Sturmfluten an der Küste und Schneefall in abgelegenen Bergregionen erkennen kann. Martin Steinson, Maschinenbauingenieur und Konstrukteur der 3D-PAWS-Instrumente, fügt hinzu,„Wir kommen dem Aufbau eines nützlichen Warnsystems ein gutes Stück näher. Wir werden in der Lage sein, Wetterstationen und Pegelmesser zu kombinieren, um Informationen zu liefern, die sich auf das tägliche Leben der Menschen auswirken können.“Daraus entstand der Ultraschallsensor, der von einer 3D-gedruckten Hülle aus Acrylpolymer geschützt wird. Über die Druckphase und die verwendeten Lösungen haben die Projektmitglieder Stillschweigen bewahrt.

Auf jeden Fall soll der Sensor die Vorhersage von Überschwemmungen und Schneeschmelzwasserabflüssen erleichtern. Konkret nutzt er Schallwellen zum Senden und Empfangen von Impulsen und misst die Zeit, die zwischen Senden und Empfangen auf der Wasseroberfläche vergeht, um die Veränderung der Wasserhöhe zu messen. Das endgültige System ist einfach zu installieren, zu handhaben und zu reparieren, was eines der Hauptziele von 3D-PAWS war: Es soll in jedem abgelegenen Gebiet installiert und gewartet werden können. Es wurden bereits mehrere Feldtests durchgeführt: In zwei Wochen hat ein Sensor einen Rekordschneefall von 5,4 Metern gemessen und wurde nicht beschädigt.

Links: ein in der Dominikanischen Republik installierter Sensor; rechts: ein erfolgreich installierter Sensor, um seine Fähigkeiten zu testen (Bild: Paul Kucera)

Andere Installationen wurden bereits erfolgreich abgeschlossen, und die Projektmitglieder denken bereits über künftige 3D-gedruckte Instrumente nach, insbesondere für die Überwachung der Luftqualität. Mehr darüber können Sie HIER lesen.

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