Illuminare la bellezza della natura: sistema di illuminazione a cupola a LED modulare, scalabile e a basso costo utilizzando la tecnologia di stampa 3D

Le cupole LED stampate in 3D fanno luce sulla ricerca scientifica

Esemplificando l’ampia versatilità della stampa 3D, i ricercatori hanno integrato la tecnologia per accompagnare la fotografia scientifica, descrivendo in dettaglio il loro recente studio in ” Illuminare la bellezza della natura: sistema di illuminazione a cupola a LED modulare, scalabile ea basso costo utilizzando la tecnologia di stampa 3D “.

La ricerca può essere vitale per il progresso scientifico, ma senza una presentazione adeguata potrebbe significare ben poco per chiunque. Questo inizia con l’eccellenza nella fotografia, ma si basa anche molto sull’illuminazione . Attualmente, i sistemi di illuminazione a cupola sono più comunemente preferiti dagli scienziati che mostrano il loro lavoro, sia in tassonomia, morfologia, sistematica, raccolte di storia naturale o altro. Ci sono però degli svantaggi, a causa della mancanza di convenienza e facilità d’uso, che portano gli autori a esplorare la stampa 3D per un design a cupola a LED modulare meno costoso con le seguenti caratteristiche:

Tavolo scorrevole per disporre oggetti all’interno della cupola
Diaframma a iride opzionale per una migliore fonte di illuminazione
Batteria per l’utilizzo sul campo

Parti della cupola: (A) cupola di piccole dimensioni (sd), cupola di medie dimensioni (md), cupola di grandi dimensioni (ld); (B) cupola alimentata da batteria; (C) piastra di copertura inferiore (bcp), inserti in bianco e nero (ib, iw), cupola del diaframma a iride (idd), anello di schermatura della luce (lr), piastra base semplice (pb), cupola liscia (pd), tavolo scorrevole ), piastra base tavolo scorrevole (stbp); (D) piccola cupola con anello LED; (E) alimentatore.

I campioni sono stati stampati in 3D su Prusa i3 MK3S utilizzando PLA. Dopo aver scartato e rielaborato diverse iterazioni per la cupola, gli autori hanno aggiunto una striscia LED per l’illuminazione che era flessibile, adesiva e montata sulla piastra di base. È stato richiesto molto meno assemblaggio ed è stata necessaria una saldatura “minima o nulla”. Infine, per l’illuminazione è stato utilizzato un anello LED SMD (diametro 40 mm), alimentato da un connettore coassiale CC:

“Abbiamo provato a progettare la nostra configurazione LED per assemblare quanti più LED possibile nella cupola di piccole dimensioni, collegando singoli LED SMD con filo di rame smaltato e le resistenze necessarie. Tuttavia, questa procedura non è vantaggiosa e richiede troppo tempo “, hanno spiegato gli autori.

Il coleottero Chrysochroa buqueti (Coleoptera: Buprestidae), rispettivamente panoramica dorsale e due ulteriori ingrandimenti, a sinistra è anteriore: (B – D) singola immagine (come pittogramma in A); (F – H) 5 immagini dello strato di messa a fuoco impilate (come pittogramma in E); (J – L) 3 immagini sovrapposte, 5 immagini del livello di messa a fuoco unite rispettivamente (come pittogramma in I)

Rispetto a un’illuminazione simile creata in ricerche recenti e precedenti, questa tecnica per la creazione di una cupola stampata in 3D fornisce la necessaria convenienza, accessibilità e riproducibilità. I ricercatori si aspettano che sia utile per studenti e laboratori, specialmente quando si pone l’accento sul budget.

Si consiglia la stampa 3D FDM, con le impostazioni della stampante fornite dai ricercatori; tuttavia, gli utenti impegnati nella stampa 3D di queste parti potrebbero dover regolare la temperatura del letto della stampante o dell’estrusore, oltre a sperimentare le impostazioni del moltiplicatore di estrusione per controllare la quantità di filamento utilizzato. Anche lo spessore dello strato deve essere preso in considerazione: mentre uno spessore maggiore significa una minore risoluzione, la stampa 3D è più veloce. Spessore dello strato inferiore significa migliore risoluzione ma più tempo nella produzione.

“Se nessuna stampante 3D è a portata di mano, ci sono molti servizi di stampa 3D locali o online, che possono essere commissionati, per stampare i modelli forniti da una vasta gamma di materiali e in dimensioni personalizzate”, hanno affermato gli autori.

Esemplari di insetti, a sinistra è anteriore, eccetto E (in alto è anteriore): (A) Chrysophora chrysochlora (Coleoptera: Scarabaeidae), vista dorsale; (B) Sagra longicollis (Coleoptera: Chrysomelidae), vista dorsale; (C) Melolontha melolontha (Coleoptera: Scarabaeidae), vista dorsale; (D) Pannorpa communis (Mecoptera: Panorpidae), vista laterale; (E) Eumaeus atala (Lepidoptera: Lycaenidae), vista dorsale; (F) Macrochirus vittatus (Coleoptera: Dryophthoridae), vista laterale; (G) Eurynecrosia nigrofasciata (Phasmatodea: Lonchodidae), vista dorsale; (H) Gryllotalpa gryllotalpa (Orthoptera: Gryllotalpidae), vista laterale.

Altri esemplari: (A) Perca fuviatilis (Perciformes: Percidae), vista laterale, anteriore sinistra; (B) Psammechinus miliaris (Camarodonta: Echinidae), vista aborale; (C) Scyliorhinus canicula (Carcharhiniformes: Scyliorhinidae) uovo; (D) Argyropelecus spec. (Stomiiformes: Stemoptychidae), vista laterale, anteriore sinistra; (E) Talpa europaea (Eulipotyphla: Talpidae), vista laterale, anteriore sinistra; (F) Uovo di taccola (Passeriformes: Corvidae); (G) Epitonium (Gastropoda: Epitoniidae) spec.

Oggetti e fiori: (A) Ellipsocephalus hof (Ptychopariida: Ellipsocephalidae); (B) Replica della punta di una freccia; (C) Aster alpinus (Asterales: Asteraceae); (D) Fucsia spec. (Myrtales: Onagraceae); (E) Passifora spec. (Malpighiales: Passiforaceae).

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