Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

建立元素周期表收集柜

每个化学家(可以说是每个科学家,可以说是世界上其他所有人),无论是业余的还是专业的,都应该有一个元素集合。西奥多·格雷(Theodore Gray)雄辩地写了关于收集化学元素的方法和原因,所以我不会在这里说明:化学被称为中心科学,可以说,化学的最大成就是发现了化学元素,它们的性质周期的实现及其对原子结构的影响,以及它们在纯粹或“标准”状态下的每一种元素的分离。收集各个元素可以让您以一种无论多少书本学习的方式参与这个令人难以置信的故事。

六年前,当我第一次开始收集元素时,作为一名本科化学家,我把它们塞进了我衣柜顶层的鞋盒里的小瓶里。随着我的收藏增长,我开始考虑正确存储和显示它们的问题。这是任何元素收集器的持续问题。在标准状态下,许多元素是稀有的,反应性的,放射性的或三者的某种组合。我并没有声称已经解决了与收集元素相关的所有问题,并且首先承认我的集合几乎肯定不会包含某些元素。但我所学到的是:一般来说,越小越好。较小的元素样品较便宜,而在反应性或放射性元素的情况下,危害较小。我非常钦佩西奥格雷的周期表,但就我的目的而言,它实在太大了。

大约两年前,我首先想到的是,我想展示我的元素的东西就像一个调料架,但是周期表的形状。我在网上浏览了一个合适的商业产品,找不到符合我预期的合理价格。所以我决定建立自己的。这篇文章是关于我是如何做到的。成品柜的尺寸为24×9.5×1.1“,但我想当我再做一次时,我只能做到3/4”厚(见下文)。

现在,你们中的一些人可能会抗议这个项目相当于“1。有一堆激光切割零件。把它们粘在一起。“公平的批评。但这只是一个真正的原型,并且有很多方法可以给猫皮肤涂抹。如果您无法访问和/或不想为激光切割服务付费,还有其他方法可以制作这些部件,我已经提供了计划和关键尺寸。例如,如果您拥有工具和技能,那么用木头制作这些作品是很简单的,而且我已经考虑过如何在下面完成它。而且,和往常一样,如果您有关于如何更便宜或更好地做到这一点的建议,请务必留下评论。

工具:

  • Studfinder
  • 用5/32“钻头钻
  • 牙签或其他硬胶涂抹器
  • 木匠的正方形或其他直角检查角落

材料:

  • 24x12x1 / 4“板材切割件(我使用1/4”铸造丙烯酸)
  • 丙烯酸水泥,中等浓度(我使用IPS Weld-On#16)
  • 2 x 2 3/8“直角螺丝钩(我使用的是ACE硬件库存#51520)

第1步:切割零件

我设计了零件计划,用24×12“的材料生产最大的机柜,这是商业激光切割服务的常见尺寸限制。如果您愿意,可以从Thingiverse下载DXF格式的原始零件计划,并自行激光切割。然而,我对原型的体验让我觉得1.1“深度的碎片是过分的。 3/4“深度可以同样或更好地工作,并且它将使用更少的材料和更少的激光时间。所以我还提供了原始计划的修改版本,带有3/4“深的部分,你也可以自己下载和使用它。唯一需要注意的是,我实际上并没有使用这些较薄的部件组装一个柜子,虽然我不会预料到这样做会有任何严重的问题,但我不能肯定地说,因为我没有这样做。

另外,当我设计上面的零件计划时,我不允许激光切口(切割宽度)。当这些碎片第一次到达时,我有点生气,因为他们比我喜欢的松散地开槽。我首先假设这是由于激光切口,但是用千分尺进行的一些测量显示,事实上,名义上0.25英寸厚的丙烯酸我订购的实际上接近0.230英寸。与这种差异相比,0.002“的激光切口非常微不足道。但是无论如何我决定继续建造它,并且归根结底,松散合适的部分运作得很好。组装胶合件涉及同时将多达8对槽同时装配在一起,而且我认为,额外的摆动空间使得这个过程比每个槽非常贴合都容易得多。完成的柜子非常坚固。

我使用下面说明的方法调整了用木头制作碎片的想法。从一块1英寸的硬木原料开始,首先将一系列19个等间距的1/4“槽涂在整个颗粒上,如图所示。我想象建造一个夹具,以确保这些凹槽的精确间距。然后用1/4“厚的切片撕下凹槽,如图所示。最后,将得到的切片切成适当的长度:4×18单位,1×12单位,2×7单位,6×6单位,4×5单位,9×4单位,2×2单位和2×1单元。请记住,每件都需要在每一端都有一个“开放”的槽,以形成角落。


第2步:准备胶合部件

我的激光切割丙烯酸树脂还带有保护性覆盖物。这需要在胶合之前去除。用手指剥离并不困难。


第3步:测试装配

我纯粹出于审美原因决定,我希望成品柜从正面看时,前面有开槽构件的水平半部。我还意识到,当将接头粘合在一起时,更容易将胶水涂在较短的垂直构件上,并将它们插入到试图胶合在长水平件中的位置。这两个事实的结果是桌子需要颠倒组装,如图所示,左边是惰性气体,右边是碱金属。

因此,如图所示,在没有胶水的情况下将碎片装配在平坦的表面上,当时机成熟时,您不会介意将胶水洒在上面。


第4步:正方形角落

正如我所说,当它们插在一起时,我的作品中有一点摆动,这在完成的橱柜中产生“架子”的可能性。因此,干式组装后,请花一点时间检查机柜的一角与正方形。它只需要是“眼球”方形,所以我使用了最近的方便的90度角。真正的木匠或机械师的广场自然是更好的选择。


第5步:胶水和组装

这是棘手的部分。从一侧到另一侧,将每个垂直件抬起并在每个槽的底部涂上一点水泥。我首先使用胶管的尖端,但发现它提供了不充分的控制 - 太容易将太多的胶水喷到物体上。所以我切换到Q-tips,只要你不长时间使用相同的Q-tips就可以正常工作 - 否则它们往往会在胶水中留下纤维。事实证明,牙签才是最重要的。

涂上胶水后,小心地将其重新插入到位。您可能想要使用可以移动的硬币或其他标记来标记您的进度。在d-block的长时间内,你很容易忘记你所处的位置并意外地移走你已经粘合过的一块。定期停止并确保顶部和底部水平件完全插入垂直构件末端的“开放”槽中。

将所有部件粘合到位后,将组件放置过夜,以便安装水泥。干燥时,粘合强度非常强。


第6步:安装在墙上

成品柜的尺寸为24英寸,所以即使你的铆钉位于24英寸中心(非常宽),你也应该能够将一对锚钉固定在可以固定它的铆钉上。弄清楚你想要它挂在哪里,然后使用你的studfinder找到最近的方便螺柱。用一只手将机柜固定在墙上并将其平放在螺柱上,然后用铅笔或钻头尖端在机柜下方的螺柱上标记两个钻孔。确保它们都在“柱子之间”对齐,以便钩子的垂直端不会阻挡机柜中的任何开口。

钻入您标记的螺柱。首先用手指,然后在螺纹开始咬入木头时切换到一对钳子,将钩子拧入墙壁。一旦螺纹消失在墙上,将机柜放置到位。然后使用钳子将挂钩向下转动到机柜允许的深度,将它们垂直对齐到最后一圈。


笔记和想法

成品柜中的开口为1.0625“方形,这是接受上面所示的小型有机玻璃放大盒的完美尺寸,通常用于展示昆虫和矿物标本。这些都很贵 - 如果你能支付不到1美元,那你就做得很好 - 但看起来非常棒。它们可以用丙烯酸水泥密封,或者,如我所愿,在边缘周围有一圈透明胶带。如果你想走这条路,我建议在这里展示3/4“深柜而不是1.1”深柜。虫箱只有大约7/8“深,它们很难从较深的柜子中移除。

该机柜仅包括s,p和d块。最后,我将为镧系元素和act系元素设计一个单独的f区块柜,我将在Thingiverse上发布。除非别人打败我!

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