Serpentyny, które kulka pokona

W skali modelu prawdziwa serpentyna jest o wiele za ciasna: zakręt 15 m w skali 1:45 000 to jedna trzecia milimetra. Dlatego każda serpentyna jest rozszerzana do nawrotu o szerokości ok. 1,3 kulki w środku rynny, a odcinek po nim przesuwa się w bok o szerokość całego zakrętu. Stos zakosów rozkłada się jak akordeon, a jeśli jest za długi na stół, lekko się zakrzywia. Gdzie wciąż brakuje miejsca, dwie sąsiednie serpentyny są usuwane razem (znika jeden odcinek stosu), a strona podaje ile: zawsze parami, by reszta drogi nadal skręcała w tę samą stronę. Mniejsza kulka, większy stół lub kafelki zachowają ich więcej.

Nachylenie, które utrzyma ruch

Tor dostaje własny profil, niezależny od terenu pod nim: zawsze w dół, nigdy łagodniej niż ok. 2° (tyle potrzebuje stalowa kulka na drukowanym plastiku, by pokonać opór toczenia z zapasem) i nigdy stromiej niż 7½°. Gdzie biegnie poniżej terenu, leży w wykopie; gdzie powyżej – na nasypie, więc da się go wydrukować bez podpór. Wysokość terenu jest ustawiona tak, by trasa opadała średnio o ok. 3½°; możesz zmienić jedno i drugie.

Symulacja toczenia

Pełna kulka tocząca się bez poślizgu przyspiesza z 5⁄7 g·sin(nachylenia); reszta energii idzie w obrót. Przeciwdziała temu opór toczenia na liniach warstw (większy dla małych kulek), trochę oporu powietrza, a na zakrętach tarcie przy wjeżdżaniu na ściankę rynny. Na zakręcie kulka ustawia się tam, gdzie równoważą się grawitacja i siła odśrodkowa, tan ψ = v²⁄(r·g); rynna jest wyprofilowana na szybkich zakrętach, a zewnętrzna ścianka podniesiona tam, gdzie kulka jedzie wysoko. Symulacja oznacza miejsca, gdzie kulka by się zatrzymała, wyleciała na garbie lub przeskoczyła ściankę, i spłaszcza lub stromi tor, aż dotrze do kubeczka.

Druk

• Wydrukuj tor w kontrastowym kolorze: w 3MF tor, teren, woda, kubeczek mety i napisy są osobnymi częściami.
• Najważniejsze jest gładkie dno rynny. Użyj cienkich warstw na torze (strona podpowiada wysokość dla twojej kulki) lub prasowania górnych powierzchni.
• Podpory niepotrzebne: rynna to otwarte U ze ściankami nachylonymi najwyżej o 20°.
• Teren jest w środku głównie pusty; wystarczy 8 do 10% wypełnienia. Kafelki mają otwory na drukowane kołki ustalające.
• Wsuń bramkę w dwie szczeliny na górze, połóż za nią kulkę i podnieś.

Jaka kulka

Kulki łożyskowe są okrągłe z dokładnością do kilku tysięcznych milimetra i ciężkie jak na swój rozmiar, więc toczą się prosto. Stal chromowa (często sprzedawana jako kulki łożyskowe G25) jest tania i bardzo gładka, ale rdzewieje przy częstym dotykaniu; stal nierdzewna (AISI 420 lub 440) kosztuje trochę więcej i pozostaje błyszcząca. Ustawienie 16 mm pasuje do zwykłej szklanej kulki. Mały magnes krążkowy pod kubeczkiem mety zatrzymuje stalową kulkę z kliknięciem i ją trzyma.

O czym pamiętać

Symulacja to model z wartościami tarcia dla typowego wydruku z PLA; każda drukarka, filament i kulka są trochę inne, i do tego służy element testowy. Tor odtwarza serpentyny trasy po kolei i po właściwej stronie, ale nie jej dokładny przebieg: potrzebuje miejsca, którego prawdziwa droga nie wymaga. Kubeczek mety stoi tam, gdzie kończy się tor. Tunele nigdy nie są używane: trasa przez tunel jest ucinana tam, gdzie tunel się zaczyna.