Anschauen: Laser-Origami stellt Induktoren her

In einer Studie, über die in einer kommenden Ausgabe von IEEE Electron Device Letters berichtet wird, zeigen Forscher des US Army Research Laboratory in Adelphi, Maryland, wie sie dreidimensionale Induktoren herstellen können, indem sie Kupfer sowohl zum Schneiden als auch zum Falten eines Lasers verwenden. Die Armee ist an Origami-Induktoren interessiert, weil die Technologie den eingesetzten Soldaten die Möglichkeit geben könnte, Ersatzteile herzustellen, anstatt sich auf eine möglicherweise riskante und teure Lieferung zu verlassen. Aber egal, was der praktische Zweck betrifft; Der Prozess ist einfach faszinierend anzusehen.

Die Laser-Origami-Technik nutzt ein Phänomen namens Gegenbiegen. Mit halber Leistung (10 Watt) und schnellem Abtasten (100 Millimeter pro Sekunde) des Lasers erhitzt der Laser einen zu biegenden Punkt. Aufgrund der geringen Leistung und der kurzen Explosion wird nur eine Seite des Kupfers heiß. Diese Seite dehnt sich vorübergehend aus, biegt sich vom Laser weg und erzeugt eine dauerhafte Spannung auf der kühleren gegenüberliegenden Seite. Wenn sich der Hotspot wieder zusammenzieht, wird das Kupfer durch die Spannung wieder nach oben in Richtung Laser gebogen, wodurch das Kupfer dauerhaft gefaltet wird.

Im Vergleich zu kommerziellen Induktivitäten von Coilcraft, die etwa die gleichen Induktivitäten aufweisen, schnitten die Laser-Origami-Bauteile mit ähnlichen Qualitätsfaktoren ab. (Der Qualitätsfaktor ist eine dimensionslose Größe, die angibt, wie großartig Ihr Induktor ist.)

Hier baut das Armeeteam – Nathan Lazarus, Sarah S. Bedair und Gabriel L. Smith – einen planaren Induktor, der ein wenig Leiter benötigt, um in die dritte Dimension vorzudringen. Die Seitenlänge beträgt etwa 20 Millimeter und der Vorgang hat etwa 12 Minuten gedauert, das Video ist also schneller.

Hier bauen sie einen Ringinduktor, der in etwa so dreidimensional ist, wie es nur geht. Es hat einen Außendurchmesser von 34 mm und eine Induktivität von 159 Nanohenry. Wünschst du dir nicht, dass sie diese vertonen würden?

Danke an Nathan Lazarus für die Videos. Einige der anderen Sachen, die er und seine Kollegen gemacht haben, können Sie hier sehen.