Vyrobte si model tokamaku 3D tiskem

Mnoho nadšenců již dnes vlastní 3D tiskárnu, nebo má přístup k nějaké profesionální. Což takhle vyrobit si tokamak? Totiž alespoň jeho názorný a rozebíratelný model. Program je nyní k dispozici volně na stránkách ITER pro studenty, učitele a „fúzní nadšence“ po celém světě. Poprvé se model představil během oslavy zahájení montáže reaktoru ITER, v úterý 28. července 2020. Jestliže nemáte 3D tiskárnu, nezoufejte. Podobný model, dokonce české výroby, si můžete koupit, a to již hotový.

V roce 2014 jsme v Ústavu fyziky plazmatu v rámci vzdělávacího projektu Materiály pro nové tisíciletí jako partner společnosti Vítkovice – výzkum, vývoj navrhli a vyrobili stavebnici tokamaku. Stavebnice byla zapsána jako průmyslový vzor a za šest let potvrdila svoji užitečnost jako výborná didaktická pomůcka jak pro mladší tak pro dospělou generaci, včetně vysoce odborného publika! Funguje jako stálý exponát na Fakultě strojní ČVUT v Praze a v Technickém muzeu v Brně. Má ji i Infocentrum v Temelíně a Technické muzeum v Praze, ale z neznámých důvodů ji nevystavují. Český model zakoupila i Agentura pro ITER v Barceloně (Fusion for Energy) a dokonce i ITER Organization, kde se osvědčila, jak mi potvrdil sám vedoucí oddělení komunikace Laban Coblentz: „Co se týče tvé stavebnice: ano, použili jsme ji pro některé veřejné výstavy a demonstrace pro místní školy, abychom ukázali, jak tokamak ITER funguje, a vysvětlili funkce jednotlivých komponent.“

Jak spolupracují obří magnety a další komponenty v tokamaku ITER?

Laban Coblentz požádal Návrhářský tým Organizace ITER o vytvoření programu pro 3D tisk modelu tokamaku ITER přímo z jeho CAD dokumentů. Dozvědělo se o tom maďarské Středisko pro energetický výzkum (Centre for Energy Research, Hungary) a vytvořilo nejen program pro popis magnetického udržení a fungování fúze v tokamaku, ale vytisklo i 3D model. Díky Tamásovi Szabolicsovi a Mártonu Vavrikovi ze Střediska pro energetický výzkum v Maďarsku je nyní k demonstračním a vzdělávacím účelům (nebo pro nás, kdo máme tokamaky jen rádi) k dispozici zjednodušený 3D tištěný model (30 cm × 30 cm) tokamaku ITER v měřítku 1/100. Model umožní uživatelům vytisknout každou hlavní součást, vysvětlit funkce různých magnetických systémů a díky tomu i v následujících letech sledovat postupnou montáž ITER.

Není to levné

Jak říká kolega Laban:“Upřímně řečeno, cílem 3D modelu je vzbudit chuť učitelů a studentů vytisknout si svou vlastní verzi a použít ji jako výukový nástroj ve třídě. Doufali jsme, že se naší pomocí sníží náklady na 3D model pro ty, kteří již mají 3D tiskárny. 3D model je však velmi podrobný a vyžaduje mnoho plastu, takže i když máte svoji 3D tiskárnu, není to levné. Ano, Milane, máš pravdu. Náš 3D model lze, stejně jako předchozí model ÚFP, zcela rozebrat. Není to však tak jednoduché jako to, co jsi dal dohromady. Tvůrci nového modelu (naši kolegové v maďarském Středisku pro energetický výzkum) pracují na vylepšení stávajícího modelu, se záměrem usnadnit montáž a demontáž.“ Fúzní nadšenci, komunita tech-geeků i pedagogové již dlouho dostávali žádosti o nápady a materiály, které jim pomohou vysvětlit složitost stroje ITER. Čtenáři novinek na stránkách ITER sledovali vývoj 3D modelu s velkým zájmem, protože mimořádně rozměrné skutečné komponenty ITER již připlouvají po moři a po zpevněných silnicích se hrnou ke staveništi. Program je nyní k dispozici volně na stránkách ITER pro studenty, učitele a „fúzní nadšence“ po celém světě. Poprvé se model představil během oslavy zahájení montáže reaktoru ITER, v úterý 28. července 2020.

Také jsme zvažovali 3D tisk

Když jsme se rozhodovali o stavbě českého modelu, uvažovali jsme i o 3D tisku, ale zavrhli jsme jej kvůli velkým nákladům. Kolem roku 2016 mě v Ústavu fyziky plazmatu navštívila skupina studentů se svým profesorem plzeňské průmyslovky, že by chtěli informaci o naší stavebnici tokamaku. Prý se pokusí ji 3D vytisknout. Ptali se, zapisovali, fotografovali a pak se rozloučili. Ale ani je, ani 3D model jsem pak už neviděl.

Oba modely mají své použití. Český je pro svou jednoduchost nezastupitelný pro předvádění na přednáškách, maďarský naučí tvůrce 3D modelu porozumět podrobnostem.

Nový 3D prototyp modelu tokamaku ITER 1:100 byl vyroben joint-venture projektem Mártonem Vavrikem, který vytiskl části modelu: https://photos.app.goo.gl/3gF8ffzdrCCUEivu7

Pomáhali mu Erik Walcz and Balázs Leskó z Centre for Energy Research, Hungary.

Jak se stát majitelem některého ze dvou popsaných modelů?

Pokud byste měli zájem o českou verzi, stačí napsat na adresu milan.ripa48(zavináč)gmail.com. Cena jedné stavebnice začíná na 20 000 Kč a klesá s počtem objednaných kusů. Video znázorňující použití stavebnice najdete mezi videi na stránkách 3pólu pod názvem TOKAMAK: https://www.youtube.com/watch?v=TVwggO1WQE0

Máte-li chuť na podrobnější model vytvořený 3D tiskem a máte tiskárnu (a dost peněz), pak úplné instrukce najdete zde:

* Kompletní uživatelská příručka pro 3D tisk modelu ITER Tokamak je k dispozici zde.

Obsahuje podrobné pokyny, odkazy na doporučený software a kontaktní informace pro další pomoc.

* Doporučený výběr plastových vláken najdete zde.

3D tiskové soubory najdete zde a zde. Postupně budou přidávány další soubory komponent

* Fotografický záznam toho, jak by měly vaše vytištěné komponenty vypadat, naleznete v této galerii.

* Video znázorňující použití modelu lze vidět zde.

Ve spolupráci s vedoucím komunikace ITER Organization Labanem Coblentzem.