創(chuàng)新無極限：不用電線的3D打印臺燈
Nikolas Tesla是過去兩個世紀以來人類最為大的發(fā)明者之一。他因主持設計了現(xiàn)代廣泛應用的交流電力系統(tǒng)而最為人知。而近年來，隨著人們對他的更多發(fā)明和成就的認識更加深入，他的聲譽也日益高漲，尤其是在工程領域。
與此同時，他正在變成一些科技愛好者們的偶像和靈感之源，比如來自紐約長島的電子設計師David Choi。David是Wesleyan大學的物理學研究生，最近開始涉足3D打印。他解釋說，Tesla一直是他仰慕的偶像，無論是作為一個人還是一個發(fā)明家。
為了強調(diào)他的崇敬之意，David已經(jīng)把他的貓命名為Tesla。不過最近，David找到了更好的方式向他的偶像致敬，他利用Tesla最核心的發(fā)明之一——電力無線傳輸技術，3D打印了一個使用無線供電的燈泡。“我的想法是通過無線電源給桌子上我想要的任何東西供電。而無線點亮這個燈泡只是我的概念驗證實驗——如果我能無線點亮燈泡，那么就能給所有的家用電器無線供電。”David解釋說，正如你在下面的視頻里看到的那樣，這個燈泡工作得很好。
當然，要制造出這個Tesla燈泡，除了使用3D打印機之外，您還需要另外制作一些部件（特別是線圈）。“接收線圈是一個螺旋感應器，你可以在底座上看到，它是一個比較美觀的空芯線圈電感，做起來也很簡單，其實際上就是線圈。不過經(jīng)過計算后，我意識到這個空芯線圈電感要能夠支持25瓦燈泡的載荷。”David說。
這些線圈和雙射頻晶體管（MRF150）是整個系統(tǒng)的核心，它們倆的功能是一個負責發(fā)射，另一個負責接收。“第個一線圈通過磁性傳遞能量到次級線圈。而次級線圈與首個線圈一起通過磁性將能量傳送給第三個接收的螺旋線圈。”David解釋說。“而變送器則是一個中間抽頭的、雙繞、0.34uH線圈。該諧振電路被調(diào)諧到6.5MHz。第一線圈磁耦合到一個更大的次級線圈，其直徑大約有桌子那么大（2.5×2.5英尺）。該次級線圈的目的是，當調(diào)諧到6.5MHz的共振頻率時可以存儲更多的無功功率。”
而第四個線圈（接收器），則由一個螺旋線圈和一個42PF電容器組成并且被直接連接到燈泡的。“通過讓兩個線圈在相同的頻率上諧振，它們之間的耦合距離可以大大增加。而捕捉這一諧振無功功率的是一個單一的環(huán)形線圈，而該線圈則位于螺旋電感器外側(cè)的圓周上。”David解釋說，這將使燈泡能夠接收功率為6.5MHz的電能而非傳統(tǒng)的60Hz（或50Hz）。
線圈本身是由銅管制成。而為了利用產(chǎn)生的脈動磁場，David在螺旋電感器的外側(cè)又設計了一圈圓環(huán)形的電感器。“這里應該有一個導線連接到燈泡上。由于我不希望看到任何電線出現(xiàn)，因此就把它設計成了一個燈腿。”
這個項目除了電子器件和燈泡之外，其它的部件都是3D打印的。這意味著，這個項目是很容易重復的。而且幸運的是，David把他所有的設計都放在網(wǎng)絡上共享，使每個人都能感受到Tesla發(fā)明的魅力。
為了打印這些部件，David使用的是第五代MakerBot Replicator 3D打印機。所有的部件使用的都是PLA材料，其填充率為15％填充，層厚為0.2毫米。打印完成后，這些部件很容易組裝，頂多使用一點膠水。“打印之后，我所有要做的就是將銅管以線圈的形式鋪好。”David說。
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