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火山的運作原理
從底部放入的杯子
小蘇打放在一個列印出來的杯子裡,從底部滑進火山,醋則從火山口倒入。可取出的杯子方便裝填、沖洗和晾乾,裡面也不會留下東西發霉。帶注入孔的密封槽很難清洗,列印時還需要支撐,所以杯子是更耐用的選擇。
內部構造
杯子上方的空腔以 45° 的頂面收窄(夠陡,不需支撐就能列印),連到開在真實火山口的噴口通道。各處牆厚至少 2.2 mm。如果火山錐太矮放不下杯子,火山會立在岩石底座上,牆就永遠不會變薄。
真實的火山口和山谷
地形來自真實的高程資料。噴口會自動放在火山口底部:山頂附近碗狀凹地的最低點。熔岩渠道從坑緣開始,沿著水往下坡流的路徑延伸,所以泡沫會順著真實熔岩和土石流走過的同一條山谷流下。
科學原理
醋是酸,小蘇打是鹼。兩者相遇會產生二氧化碳氣體,洗碗精把氣泡變成泡沫,從噴口往上推出。真實火山噴發是因為高溫岩漿中的氣體,但道理相同:氣體壓力把物質推出來。
在課堂上
每組列印一座火山,或把同一座火山印成兩種尺寸。學習單上的公平測試只改變小蘇打的份量:測量泡沫衝多高、冒泡多久。比較陡峭的層狀火山和平緩的盾狀火山:泡沫會往哪裡流?
安全又乾淨
戴上護目鏡,在托盤上或戶外進行,絕對不要堵住噴口。醋很溫和,PLA 和 PETG 都沒問題;用冷水或溫水沖洗,不要用熱水。透明塗層能密封列印件。這個模型用於實驗,不可接觸食物。
高程:Copernicus DEM GLO-30(© DLR e.V. & Airbus)以及 AWS 上的 Mapzen Terrain Tiles(SRTM、GMTED2010、ETOPO1 等)。火山資料:Wikipedia 和 Wikidata(CC BY-SA、CC0),每座火山都經過核對。地圖 © OpenStreetMap 貢獻者,© CARTO。想把火山做成分層模型或課堂教材?製作分層等高線模型,看看課堂套件,開啟 TerraPrinter 應用,或看看更多 3D 地圖禮物創意。