Циркулярный станок своими руками чертежи: Самодельная циркулярная пила своими руками чертежи

alexxlab | 04.03.2023 | 0 | Разное

Содержание

Стол для циркулярки своими руками – фото и чертежи | Своими руками

Содержание ✓

✓ Делаем тележку
✓ СТОЛ-ПОДСТАВКА ДЛЯ ЦИРКУЛЯРНОЙ ПИЛЫ

Дачу мы начали обживать еще в далеком 94м, а в ходе обустройства участка приходилось очень много столярничать – а чаще всего конечно пилить. Поэтому еще тогда я приобрел белорусский станок с мультифункционалом. В этом универсальном станке соединены циркулярная пила, строгальные ножи, приставка для фрезерования, точения и сверла.

Но из всего этого функционала, наиболее активно я пользовался только циркуляркой.

При строительстве дома и приусадебных построек технические характеристики станка меня вполне устраивали.

ВСЕ ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ ЭТОЙ СТАТЬИ НАХОДИТСЯ ЗДЕСЬ >>>

Однако когда я стал заниматься изготовлением мебели, почувствовал необходимость в более функциональном, точном и мощном станке. Выбирал станок долго. Остановил свой выбор на профессиональном Bosch GTS 10XC. Работая на таком оборудовании, получаешь громадное удовольствие!

Однако вес станка составляет 35 кг, и чтобы его перетащить с места на место, приходилось призывать на помощь домочадцев.

Это серьёзное неудобство заставило меня задуматься об изготовлении мобильного стола, так как готовые стоили слишком дорого (половину стоимости самого станка!).

Идею мобильного станка я решил реализовать следующим образом: станок должен иметь возможность перемещаться по мастерской и за её пределами на колёсах, а для обеспечения необходимой высоты рабочей поверхности он должен закатываться на специальный стол-подставку. На рис. 1 показана общая конструкция: станок-тележка-стол.

Реализацию своего замысла я начал с покупки прочных колёс грузоподъёмностью 50 кг. От их диаметра зависит высота стола-подставки и длина трапов, по которым тележка должна закатываться на рабочее место.

Делаем тележку

Платформу (фото 1,2) тележки я изготовил из 20-мм берёзовой фанеры. Размеры тележки (рис. 2) выбрал исходя из габаритов станка и ширины дверного проёма мастерской (800 мм).

Межосевое расстояние колёс с целью обеспечения устойчивости желательно сделать максимально большим.

Однако надо иметь в виду, что чем оно больше, тем длиннее придётся делать трапы для закатывания тележки на стол-подставку.

На рис. 3 показан графический расчёт длины трапов в зависимости от высоты колёс и расстояния между передней и задней осями. Критическими являются передняя сторона тележки (в начальный момент подъёма) и середина нижней поверхности тележки после того, как тележка наполовину будет находиться на подставке.

Читайте также: Как сделать циркулярную пилу своими руками гораздо удобнее – различные приспособления

СТОЛ-ПОДСТАВКА ДЛЯ ЦИРКУЛЯРНОЙ ПИЛЫ

Высоту стола-подставки (рис. 4) выбрал таком образом, чтобы рабочая поверхность станка в снаряжённом состоянии была на оптимальной для работы высоте —800 мм.

Материалом для боковых, передней и задней стенок стола послужили ламинированные древесно-стружечные плиты толщиной 16 мм. Ножки стола изготовил из бруска 50×50 мм. Опоры для колёс тележки — доски толщиной 35 мм. Для повышения жёсткости стола фасадную и заднюю стенки из ДСП усилил доской толщиной 20 мм. Все детали стола собрал на саморезах и клее ПВА.

Опорные доски для колёс тележки дополнительно закрепил стальными уголь- 4 никами (фото 3). Для фиксации тележки на столе в опорных досках выбрал неглубокие выемки с радиусом, равным радиусу колес (фото 4). Для крепления к столу трапов на фасадной поверхности ных сторон между опорными досками стола и нижней поверхностью тележки установил по две вставки, закреплённые на объединяющей пластине (рис. 5).

Высота вставок сделана на 3 мм больше зазора, необходимого для закатывания тележки. Для облегчения установки вставок с противоположных сторон платформы тележки закреплены откидывающиеся ручки, а в объединяющих пластинах сделаны отверстия под пальцы (фото 8). К опорным плоскостям вставок прикреплены резиновые амортизационные пластины толщиной 5 мм.

Объединяющие пластины с опорными вставками закрепляются с помощью барашковых гаек к столу. Опыт эксплуатации станка на столе-подставке показал, что опорные вставки целесообразно устанавливать только при долговременной работе на станке, а при выполнении небольших по времени работ фиксации тележки в радиусных пазах вполне достаточно.

Для выкатывания тележки со станком из мастерской также пришлось сделать трапы (фото 9). Полностью снаряжённый станок готов к работе (фото 10).

Стол для циркулярки – фото изготовления

Передвижной стол для циркулярки – чертежи

Рис. 1. Сборочный чертёж: 1 — циркулярный станок, 2 — транспортная тележка, 3 — стол-подставка, 4 — опора тележки.

Рис. 2. Чертёж тележки:
1 — платформа тележки,
2 — ролики тележки,
3 — отверстия крепления станка.

Рис. 3. Графический расчёт длины трапов в зависимости от диаметра колёс и расстояния между задней и передней осями:
1 — транспортная тележка станка,
2 — стол-подставка, 3 — трап, А и В- критические зазоры должны быть больше нуля.

Рис. 4. Чертёж стола:
1 — опорные доски стола,
2 — боковые стенки,
3 — фронтальная и задняя стенки,
4 — ножки,
5 — усилители фронтальной и задней стенок,
6 — опоры трапов,
7 — фиксирующие штыри фиксации трапов,
9 — шпильки крепления опор тележки,
10 — гайка-барашек.

Рис. 5. Конструкция опор тележки:
1 — объединяющая пластина;
2 – опорные бруски;
3 — резиновые прокладки;
4 — крепёжные отверстия.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме “Как сделать своими руками – домохозяину!”

Как правильно наточить секатор, уход и хранение
Опора, регулируемая своими руками (для станка, верстака, стола)
В чем измеряется твердость сплавов из которых сделан инструмент?
Заточка своими руками: точим инструмент
Трубогиб своими руками из подручных средств (фото + чертеж)
Ручные пилы и ножовки: выбор от А до Я. Виды зубьев и история
Дремель – что это такое, как и какой выбрать, работа с дремелем
Молот из арматуры своими руками
Как работать рубанком. Настройка рубанка (фуганка, шлифтика).
Токарный станок своими руками из дисковой пилы

Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

Будем друзьями!

Циркулярный станок по дереву своими руками

Станок привлекателен своей универсальностью. Его необходимо оборудовать защитными приспособлениями. Над прорезью в столе надо установить регулируемый по высоте прижимной вал. Тогда доски при строгании перестанут подпрыгивать и вырываться из рук: качество будет лучше, а пальцы — целее. Конечно же нельзя забывать и о защитном ограждении пильного диска.

И еще. Так как кулачковый патрон не перемещается, то подавать детали при сверлении, очевидно, приходится вручную. Механизировать этот процесс тоже полезно.

Удобный малогабаритный станок (рис. 1) для обработки дереза разработан и изготовлен в конструкторском кружке Черниговской облСЮТ юными техниками Сергеем Богомазом, Валентином Могильным и Игорем Охрименко.

Станок прост и может быть построен в любом техническом кружке. Параллелепипед станина сварен из уголка 30×30 мм. Вал рабочих органов вращается в радиальных шариковых подшипниках, корпуса которых привинчены к верхнему уголку станины.

Над валом расположен рабочий стол. В нем две прорези: посредине, вдоль вала — для ножей строгального барабана; поперек — для пильного диска. Вдоль второй болтами крепится регулируемая направляющая планка-уголок. Стол можно откидывать набок, наподобие крышки сундука — для доступа к барабану.

Рабочие органы приводятся в действие однофазным электродвигателем, установленным внутри станины на ложементах. Вращательный момент от двигателя на шкив вала передается клиновидным ремнем. Шкив посажен на шпонку и закреплен гайкой. Пуск станка — магнитным пускателем с кнопочным выключателем, расположенным на одном из торцов станины.

Сам вал — многофункциональный орган. В его центральной части есть утолщение — строгальный барабан, в теле которого профрезерсваны два паза: в них сложены ножи для обработки досок шириной до 300 мм. Каждый нож зажат враспор пластиной стружко-гомом с двумя болтами и контргайками (рис. 2).

Общий вид циркулярного станка

На противоположном от шкива конце вала крепятся сменные органы: пильный диск — распиливать бруски толщиной до 40 мм; маленькая фреза — отбирать четверти у досок; абразивный круг — точить инструменты и зачищать металл или дерево под покраску; войлочный диск — полировать поверхности. Наконец, можно навинтить кулачковый патрон для сверл и разверток. Весь набор инструментов устанавливается и снимается быстро и легко.

И. ЕЗДОНШЕННО, г. Черниго

Устройство и чертеж циркулярного станка по дереву

1 кулачковый патрон, 2 — пильный диск, 3 — посадочное место для подшипника, 4 — тело барабана, 5 — шкив привода, б — строгальный нож, 7 — пластина-стружколом, 8 — контргайка, 9— болт.

Похожие материалы:

Как вырезать кривые в дереве (сделай сам)

Обновлено: 19 января 2023 г.

Советы экспертов по маркировке, резке и точной настройке кривых

Следующий проект›

Семейный мастер на все руки

Размечайте, вырезайте и выравнивайте кривые в древесине с помощью фрезеров, пил и других простых инструментов, следуя этим экспертным методам. Вы можете освоить их быстро и легко и добиться первоклассных результатов.

Эксперты DIY журнала The Family Handyman Magazine

Вырежьте четкие кривые с помощью фрезерного станка

Лучшие кривые Фото 1: Разметка трамвая

Нарисуйте стороны и концы трамвая. Обведите опорную пластину и просверлите отверстия для крепежных винтов.

Best Curves Фото 2: Фрезерование идеального круга

Прикрутите трамблер к центру заготовки и вырежьте круг фрезером. Сделайте два-три прохода против часовой стрелки.

Независимо от того, строите ли вы раму для арочного проема, изготавливаете изогнутые кронштейны или формируете корпус арки, разметка и вырезание кривых являются частью процесса. В этой статье мы покажем вам несколько приемов и советов по разметке, вырезанию и точной настройке кривых. Некоторые методы лучше всего подходят для грубых кривых. Другие достаточно очищены для изготовления мебели. Выберите технику, которая лучше всего подходит для данного проекта.

Этот простой фрезерный станок прост в сборке и позволяет вырезать идеальный круг. Для кругов диаметром до 6 футов используйте кусок 1/4 дюйма. фанера, МДФ или ДВП длиной около 4 футов и шириной не менее ширины основания маршрутизатора. Начните с того, что снимите опорную пластину с фрезера и прикрепите ее к одному концу материала трамвая. Если вы хотите, чтобы траммель был стильным, обведите кофейную чашку, чтобы получился красивый закругленный конец. Затем нарисуйте касательные линии, соединяющие круги, и обрежьте стороны. Если вас не волнует внешний вид, просто сделайте длинный прямоугольный трамвай.

Обведите опорную плиту и используйте монтажные отверстия в качестве ориентира для сверления отверстий в трамблере (Фото 1). Вырежьте трамблер и просверлите отверстие 1-1/2 дюйма. отверстие в центре конца фрезера, чтобы очистить фрезу. Раззенкуйте отверстия для крепежных винтов, чтобы головки винтов не порвали заготовку. Прикрепите маршрутизатор к трампелю с помощью винтов опорной пластины.

Прикрутите трамблер к заготовке, центрируя его на круге, который вы хотите вырезать. Установите прямую погружную фрезу в фрезер и установите фрезу на глубину около 3/8 дюйма для первого прохода. Погружной фрезер работает лучше всего, но если у вас его нет, держите фрезер над деревом и запускайте его. Аккуратно погрузите его в дерево и начните двигать против часовой стрелки по кругу (Фото 2). Завершите круг, затем отрегулируйте глубину и сделайте еще один проход, пока не прорежете его полностью.

Шаблон из пластмассового дерева

Изгиб пластмассового дерева

Изогнутое пластиковое дерево образует идеальную кривую. Зажмите блоки размером 2 × 2 и вставьте между ними пластиковую деревянную планку 1 × 2. Отрегулируйте положение блоков, чтобы изменить кривую.

Часто вы можете просто «на глаз» подобрать наилучший изгиб для работы, согнув кусок дерева и используя его в качестве шаблона. Но различия в текстуре древесины могут привести к непоследовательным изгибам. Вот совет, как сделать эту технику еще лучше. Вместо этого используйте пластиковую древесину или пластиковый молдинг. Он изгибается очень равномерно и дает почти идеальные симметричные кривые. Azek, Fypon, Kleer и Versatex — несколько брендов, доступных в домашних центрах. Выберите толщину, которая будет изгибаться до нужной вам кривой. Для постепенных изгибов или широких изгибов используйте материал толщиной 3/4 дюйма. Для более крутых изгибов (с меньшим радиусом) используйте 1/2 дюйма. х 1-1/4 дюйма. пластиковый упор молдинг или что-то подобное. Поддержите концы пластикового дерева блоками, прикрепленными к деревянной полосе. Отрегулируйте положение блоков, чтобы изменить кривую.

Нарисуйте большие кривые с помощью гигантского компаса

Просверлите два отверстия карандашом для параллельных кривых

Зажмите доску и прикрутите компас к верстаку. Используйте обрывок, чтобы поднять компас на ту же высоту, что и доска, которую вы размечаете. Убедитесь, что точка поворота компаса находится под углом 90 градусов к центру доски.

Возьмите любую узкую доску или полоску фанеры и просверлите несколько отверстий — вуаля, мгновенный компас. Просверлите отверстие размером с карандаш в нескольких дюймах от конца доски. Затем просверлите отверстие размером с винт в точке поворота. Расстояние между ними должно быть радиусом кривой, если вы знаете, что это за измерение. В противном случае просто используйте метод проб и ошибок, просверливая ряд отверстий под шарниры, пока вы не сможете повернуть батут и нарисовать арку нужного размера. Также легко рисовать параллельные кривые. Просто просверлите два отверстия карандашом на нужном расстоянии друг от друга. Узнайте, как сделать разметку для идеальной подгонки с помощью столярного компаса.

Размер арки, которую вы можете нарисовать, не ограничен. Если ваш план требует 10 футов. радиус, найдите длинную палку и используйте пол в качестве верстака.

Получите лучшие изгибы: вырежьте плавные кривые с помощью циркулярной пилы

Техника циркулярной пилы

Вам не нужен лобзик, чтобы вырезать кривые. Когда вы формируете постепенные кривые, вы можете ускорить процесс, используя вместо этого циркулярную пилу.

Первый инструмент, который приходит на ум для резки кривых, — это лобзик, но если кривая плавная, попробуйте вместо нее циркулярную пилу. Циркулярной пилой на удивление быстро и легко вырезать гладкую кривую. Этот метод предназначен для вырезания грубых кривых. Не пытайтесь делать мебель с помощью этой техники. Хитрость заключается в том, чтобы кривая была достаточно плавной, чтобы лезвие не заклинивало. Если вы попробуете этот метод и лезвие заедает или начнет нагреваться и дымить, переключитесь на электролобзик. Чем тоньше материал, который вы режете, тем острее может быть кривая. Установите глубину лезвия так, чтобы оно едва выступало из нижней части дерева.

Стек и песок для подгонки деталей

Отшлифуйте узкие изгибы

Используйте эксцентриковую шлифовальную машину для крутых изгибов. Выровняйте детали и зажмите их вместе. Если это мелкие детали, подобные этим, закрепите их на верстаке, чтобы удерживать их на месте. Отшлифуйте кривые с помощью ленточной шлифовальной машины или эксцентриковой шлифовальной машины.

Если у вас есть несколько одинаковых изогнутых деталей, лучший способ отшлифовать их — поставить их стопкой и отшлифовать все сразу. Вы сэкономите время, и все детали будут идеально подходить друг к другу. Более широкая поверхность предотвращает закругление краев. Если детали требуют много шлифовки, хорошим выбором будет ленточная шлифовальная машина. Если вам не нужно снимать много древесины, попробуйте орбитальную шлифовальную машину. Ключом к успеху является постоянное движение шлифовальной машины, чтобы избежать образования плоских участков. Проверьте свой прогресс, проведя рукой по частям. Отметьте выступы карандашом, чтобы знать, где требуется дополнительная шлифовка.

Используйте шаблон и фрезер для неправильных изгибов

Фото 1.

Сделайте соответствующие детали по шаблону

Обведите и начертите вашу деталь. Прикрепите выкройку термоклеем. Используйте фрезу с верхним подшипником, чтобы следовать шаблону и придать форму детали. Переместите маршрутизатор против часовой стрелки вокруг шаблона.

Фото 1A: Крупный план шаблонной фрезы

Шаблонная фреза имеет подшипник, установленный сверху, чтобы следовать предварительно вырезанному шаблону.

Если ваш план требует вырезания изогнутых деталей и вам нужно сделать две или более, сначала придайте форму и отшлифуйте идеальную полноразмерную выкройку из куска 1/2 дюйма. Древесноволокнистые плиты средней плотности. Затем используйте фрезер с насадкой для верхнего подшипника, чтобы вырезать детали.

Вот несколько советов по фрезерованию с помощью шаблонной фрезы. Во-первых, используйте шаблон, чтобы отметить форму. Затем удалите лишний материал, отрезав от 1/4 до 1/8 дюйма за пределами линий электролобзиком или ленточной пилой. Поднимите заготовку, чтобы не врезаться в рабочий стол. Мы использовали файлы Bench Cookies (доступны на сайте rockler.com). Но термоклей и обрезки дерева — еще один вариант. Если вы режете материал толще, чем глубина фрезы, режьте как можно глубже. Затем удалите выкройку и используйте деталь в качестве выкройки для завершения разреза.

Отметьте арку двумя палочками

Фото 1: Набор для рисования арки

Набор для рисования арки двумя палочками. Вбейте гвозди на концах базовой линии и на высоте арки. Положите одну палку на два высоких гвоздя, а другую положите от центральной высоты до конца базовой линии. Соедините палочки короткими булавками или термоклеем.

Фото 2: Наденьте палочки на гвозди

Вставьте карандаш в изгиб палочек. Положив один конец палочек на базовый гвоздь, а другой — на центральный гвоздь, проведите палочками вдоль гвоздей, чтобы нарисовать арку. Повторите на противоположной стороне, чтобы завершить арку.

Вот быстрый способ нарисовать точную кривую, если вы знаете, насколько широкой и высокой должна быть арка. Допустим, вы хотите нарисовать арку шириной 3 фута и высотой 9 дюймов. Вбейте два гвоздя на концах 3-футового. базовый уровень. В центре базовой линии нарисуйте перпендикулярную линию и сделайте отметку на 9 дюймов выше базовой линии. Забейте гвоздь по отметке. На одном конце базовой линии нарисуйте еще одну перпендикулярную линию и сделайте еще одну отметку на 9 дюймов выше базовой линии. Вбейте еще один гвоздь в эту отметку. На фото 1 показано, как расположить и соединить две палочки, которыми вы будете рисовать арку (фото 2).

Необходимые инструменты для этого проекта

Подготовьте необходимые инструменты для этого проекта «Сделай сам» перед началом работы — вы сэкономите время и нервы.

Brad nail gun
Circular saw
Clamps
Cordless drill
Drill bit set
Orbital sander
Pattern bit
Plunge-cutting bit
Router

Required Materials for this Project

Avoid походы по магазинам в последнюю минуту, заранее подготовив все материалы.

Вот список.

1/4 дюйма МДФ
Пластиковое дерево

Первоначально опубликовано: 26 августа 2019 г.

Циклотрон своими руками | журнал симметрии

Если бы все, что нужно автостроителям-любителям, — это ездить на работу, они никогда не будут строить автомобили. Хотя, безусловно, приятно возить готовый продукт по кварталу, чтобы показать соседям, есть нечто большее, чем транспорт, мотивирующий строителя хот-родов.

Это аналогия, которую Марк Юли использует для проекта, над которым он работает со своими студентами-физиками в Хоутонском колледже: создание ускорителя частиц.

Юлий принадлежит к редкой породе людей, испытывающих глубокое увлечение — можно даже назвать одержимостью — циклотронами. Для многих из тех, кто одержим, единственный способ утолить голод по этим машинам — построить собственную. Здесь нет путеводителей или руководств по эксплуатации, и если вы покупаете сырье с полки, это будет стоить около 125 000 долларов. В среднем на постройку любительских циклотронов уходит два-три года. И хотя некоторые люди сходили бы с ума, если бы построили собственную машину и никогда не ездили на ней, за 80-летнюю историю любительского циклотроностроения лишь изредка готовая продукция использовалась для экспериментов или обучения: Юлий говорит: «Это не то, почему мы их строим».

«Мы» относится к производителям циклотронов-любителей. А в апреле прошлого года впервые в истории провели конференцию.

Первые встречи

Прохладным, но ясным субботним утром Юлий ждет прихода гостей, его мальчишеская улыбка растянулась от уха до уха. У него есть конкретные вопросы к посетителям о некоторых проблемах, которые у него возникают с его собственным циклотроном, но больше всего, по его словам, «я просто с нетерпением жду возможности встретиться со всеми этими людьми, с которыми я переписывался на протяжении многих лет. ».

Кампус Houghton College находится более чем в 300 милях от тесного хаоса Нью-Йорка, а также в милях от крупных автомагистралей и сетевых магазинов. Утопающий в зелени сельскохозяйственных угодий и лесов, он томно покоится в глуши.

Пятнадцать человек из Калифорнии, Иллинойса и Вашингтона, округ Колумбия, стекаются в научное здание Хоутона на Конференцию по малому циклотрону. Из четырех присутствовавших женщин две приехали, чтобы сообщить о встрече, а еще одна присоединилась к своему мужу в поездке. Мужчины одеты в смешанную одежду, от джинсов до костюмов, и заметно несколько человек, которые выглядят моложе 30 лет. Не все, кто когда-либо строил свой собственный циклотрон, здесь — их, вероятно, еще 10 живых в мире, — но это сильная выборка.

Незнакомцы собираются в вестибюле здания науки, делят между собой кофе и выпечку, обмениваются рукопожатиями и именами. Естественная неловкость первой встречи портит воздух, но нервное возбуждение поднимает его. Большинство строителей выполняли свои монументальные задачи в одиночку. Их движущее желание связывает их друг с другом и с длинной чередой людей, которые построили циклотроны до них.

Труднее, чем кажется

Ускорить частицы в собственном доме довольно просто. Когда вы включаете люминесцентную лампу, жуткое свечение исходит от электронов, ускоряющихся на нити накала. С помощью немного более сложной технологии также можно ускорить весь атом, хотя и с оторванной частью его электронов; в этой конфигурации он называется ионом. Поместите это оборудование в металлическую камеру, создайте вакуум, чтобы избавиться от всех других частиц в воздухе, добавьте магнит, чтобы направлять ионы по кругу, и используйте радиоволны, чтобы ускорить их, и вы получите циклотрон. . Затем сделайте детектор частиц по вашему выбору — что-то, куда можно стрелять ионами, — и вы сможете заставить свои ионы работать.

Легко?

Циклотрон, построенный в промышленных масштабах, может стоить от нескольких сотен тысяч до нескольких сотен миллионов долларов, а на его постройку уходят месяцы. Сердцевиной циклотрона является камера: две металлические канистры в форме буквы «D», расположенные спиной к спине, образуя круг. Внутри камеры частицы вращаются по спирали. Любительские циклотронные камеры обычно имеют ширину всего от нескольких дюймов до фута — достаточно маленькие, чтобы их можно было держать в руке. Самый маленький, сделанный сотрудником Fermilab Крисом Олсеном, имеет диаметр восемь сантиметров. Самый большой в мире циклотрон работает в TRUMF, канадской национальной лаборатории физики элементарных частиц и ядерной физики, расположенной в кампусе Университета Британской Колумбии в Ванкувере, и имеет диаметр 60 футов.

Ионы в циклотроне Рутгерса падают по спирали во время пробного запуска.

Фото Тима Кета

Вид на ионный источник циклотрона через герметичный смотровой люк.

Фото Тима Коэта

Со стороны металлической камеры торчат различные придатки, производящие впечатление причудливого круглого швейцарского армейского ножа. К ним относятся, помимо прочего, нить накала, генерирующая ионы; вакуумный насос, который удаляет все другие частицы из камеры; окно, выходящее в камеру, где иногда можно увидеть свечение при ускорении ионов; и детектор.

Самая большая часть циклотрона — магнит. Тим Кет, ведущий организатор конференции, спроектировал свой циклотрон в Университете Рутгерса, будучи студентом-физиком. Он имеет металлическую камеру диаметром 13 дюймов; его магнит имеет три фута в высоту, четыре фута в ширину и весит 4600 фунтов. Коммерчески производимый магнит такого размера может стоить более 10 000 долларов, но Кет и некоторым помощникам-студентам посчастливилось обнаружить, что магнит, изначально изготовленный для другого циклотрона, не использовался в Аргоннской национальной лаборатории, которая щедро пожертвовала его на их цели. Способность выслеживать такие сокровища — необходимый навык для строителей циклотронов-любителей.

Охота за сокровищами

Фред Нил построил свой циклотрон, будучи старшеклассником, и с его помощью получил главный приз на Международной научно-технической ярмарке: поездку в Швецию на вручение Нобелевской премии в качестве гостя Шведской академии наук, где познакомился со шведской королевской семьей и танцевал с принцессой Викторией. Теперь инженер-электрик со своим собственным бизнесом, Найлл постоянно в курсе, где найти оборудование для постройки циклотрона. Именно он оценил стоимость всех деталей и услуг, необходимых для постройки небольшого циклотрона, не считая времени строителя, примерно в 125 000 долларов.

Король Швеции Карл XVI Густав обращается к молодым ученым, в том числе к строителю циклотрона-любителю Фреду Ниеллу, который выиграл поездку на церемонию вручения Нобелевской премии 1994 года за свой циклотрон-любитель.

Предоставлено Фредом Ниеллом

Молодой Найл с Клиффордом Шуллом, одним из двух лауреатов Нобелевской премии по физике в этом году.

Предоставлено Фредом Найлом

Ни у кого на собрании, даже у тех, у кого есть спонсоры, нет такой суммы денег.

Но это только если покупать все новое. По словам Найла, чтобы получить что-то дешево или даже бесплатно, строители могут искать материалы на таких сайтах, как eBay и craigslist (страница с открытыми объявлениями, чаще всего посвященная аренде квартир и старой мебели), а также на менее известных жемчужинах, таких как место, где правительство Соединенных Штатов ликвидирует материалы, ранее использовавшиеся вооруженными силами.

Еще эффективнее, по его словам, стучаться в двери, обзванивать магазины и обсуждать свой проект с людьми. По его словам, более молодым и неопытным строителям в этом больше везет из-за «фактора привлекательности». Хотя у подавляющего большинства людей никогда не возникло бы желания или стремления построить собственный циклотрон, по опыту Найла большинство людей хватаются за возможность помочь тому, кто это делает.

«У меня определенно были старые ученые или ребята из машинного цеха, которые как бы опосредованно жили через меня», — говорит он.

Много усердных помощников

Каждый из присутствующих может рассказать случай, когда кто-то проявил к ним доброту, подарил что-то бесплатно или чем-то помог.

Показательный пример: когда симметрия опубликовала в Интернете историю о двух самых молодых участниках встречи, 17-летней Хайди Баумгартнер и 18-летнем Питере Хойере, с ними связался человек, работавший в компании, производящей вакуумные насосы. и отправил им один бесплатно.

«Это такой дерзкий проект, — говорит Хойер. «И я думаю, что люди хотят пожертвовать на вещи, которые вдохновляют».

Баумгартнер и Хойер строят свой циклотрон в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона, где у них есть место и небольшое количество средств, но они предоставлены самим себе, чтобы построить машину. Преимуществом их расположения является наличие специалистов в непосредственной близости от них.

«Обычно за обедом мы загоняем их в угол и спрашиваем, можем ли мы поговорить с ними несколько минут, — говорит Баумгартнер. «А потом они разговаривают с нами два часа».

Питер Хойер и Хайди Баумгартнер, также известные как «Дети циклотрона», работают над своим циклотроном в Национальном ускорительном комплексе Томаса Джефферсона.

Предоставлено Лабораторией Джефферсона

Баумгартнер представляет новую конструкцию циклотрона «Ds» на любительской конференции по циклотронам.

Фото Тима Коэта

Инструменты для науки и медицины

Когда вы ускоряете частицы и стреляете ими в цель, столкновение раскрывает свойства материала мишени, намного меньшие, чем могут увидеть визуальные микроскопы. Долгое время циклотроны в основном использовались для изучения ядерной физики, которая фокусируется на строении и взаимодействии ядер различных типов атомов. За прошедшие годы линейные ускорители и синхротроны превзошли циклотроны по энергии частиц. Такие машины, как Большой адронный коллайдер, производят энергии, намного превышающие циклотроны, и приводят к лобовому столкновению двух пучков частиц; циклотроны могут направлять лучи только на неподвижные цели.

Тем не менее, для многих современных применений циклотроны предлагают пучки частиц достаточной энергии при меньшем потреблении места и электроэнергии.

На сегодняшний день циклотроны наиболее широко используются в медицине. Циклотроны генерируют частицы, используемые в медицинских методах визуализации, таких как ПЭТ или позитронно-эмиссионная томография, которые проникают в кожу и мышцы и создают изображения внутренних органов пациента. Циклотроны также могут производить радиоизотопы — нестабильные ядра, излучающие излучение при распаде до стабильной формы, — используемые в медицинской визуализации и радиационном лечении рака.

К середине-концу 1950-х годов лаборатории и частные компании коммерциализировали производство циклотронов. Это устранило потребность в людях, которые могли бы построить циклотрон самостоятельно, но не устранило желания.

Участники конференции осматривают циклотрон колледжа Хоутон.

Фото Тима Кета

Посетители конференции осматривают циклотрон колледжа Хоутон.

Фото Тима Кета

Частицы в подвале

В 1947 году статья в Physics Today рассказывает о четырех подростках из средней школы Эль-Серрито в Калифорнии, которые с помощью учителя построили собственный циклотрон. В 1951 году трое старшеклассников в Форт-Уэйне, штат Индиана, переоборудовали подвал своей школы, чтобы освободить место для циклотронной лаборатории. К тому времени, когда директор узнал об этом, они уже работали над ускорителем. Группа сделала еще один важный шаг, когда решила вести тщательные записи, план для будущих строителей-любителей. Четыре любительских циклотрона появились в 1950-х годов, в том числе один в Корее, а другой в 1960-х годах. Затем сцена затихла до 1990-х годов, когда появились пять новых любительских циклотронов, в том числе построенные организатором конференции Тимом Кетом и участниками Джеффом Смитом и Фредом Ниеллом. Все остальные участники начали строить свои циклотроны после 2000 года.

Какой странный вирус десятилетие за десятилетием заражал людей желанием отправиться в такое изнурительное путешествие?

«Это действительно любовь к этой машине», — говорит Джефф Смит, который построил свой циклотрон в колледже, а сейчас работает ученым-ускорителем в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. «Я думаю, что даже люди, которые работают в области [науки об ускорителях], больше заинтересованы в эксперименте и не всегда испытывают такую страсть к реальной машине».

Некоторые производители циклотронов-любителей проводили эксперименты со своими завершенными проектами. У Юлия есть несколько конкретных экспериментов, которые он хотел бы провести с циклотроном Хоутона, когда он и его студенты заставят его работать на несколько более высокой энергии. Баумгартнер и Хойер поставили перед собой амбициозную цель использовать свою для создания антиматерии, а затем надеются оставить ее в лаборатории Джефферсона для использования другими студентами.

Но это редкость; немногие строители-любители проводят исследования со своими машинами. Найл запустил свой циклотрон незадолго до того, как окончил среднюю школу, и оставил его там, когда поступил в колледж. Позже он узнал, что его разобрали на запчасти. Смит все еще находится в подвале колледжа Нокс. Он говорит, что студент однажды попытался возиться с ним, но не довел до конца.

«Я чувствую к нему привязанность, — говорит Смит. «Я не хочу вешать это на стену, но было бы неплохо знать, что кому-то это пригодилось».

Изящный инструмент для обучения

Циклотроны в Ратгерсе и Хоутоне стали свидетелями того, как несколько поколений студентов участвовали в их строительстве и проектировании. Влияние, которое этот опыт оказывает на них, варьируется от минимального до изменяющего жизнь. Юлий говорит, что даже если студенты не будут изучать физику ускорителей, проект станет богатым учебным пособием для студентов.

«Это связано с электрическими и магнитными полями, ядерной физикой, квантовой механикой, электроникой, компьютерным программированием», — объясняет он. «Почти в каждом курсе, который изучает физика бакалавриата, есть некоторые темы, которые непосредственно применимы к созданию циклотрона».

Тим Понтер начал работать над циклотроном Рутгерса весной 2009 года в рамках исследовательского курса бакалавриата. У него не было опыта работы с физикой ускорителей, но он обнаружил, что создание циклотрона включает в себя ряд тем, которые уже интересовали его. Он продолжил работу над машиной после окончания курса и в результате своей работы получил летнюю стажировку в группе акселераторов в Университете Мэриленда.

«Мне не потребовалось много времени, чтобы стать одержимым», — написал Понтер в электронном письме. «Где бы я был без проекта циклотрона, я даже не могу себе представить».

В поисках общих черт среди строителей циклотронов трудно не заметить частые появления Национальной ускорительной лаборатории Ферми. Двое старшеклассников Форт-Уэйна перешли на работу в Фермилаб. Нил проработал там восемь лет. Сотрудники Fermilab Рон Уокер и Крис Олсен построили циклотроны, работая там (на самом деле Олсен построил три). Затем Олсен помог Смиту, студенту, который познакомился с циклотронами на публичной лекции в Фермилабе, в создании собственной машины. После того, как Кет построил свой циклотрон, он продолжил работу над докторской диссертацией в Фермилабе. Даже один из ключевых основателей Fermilab, Роберт Уилсон, работал в E.O. Радиационная лаборатория Лоуренса в Беркли в 1930-х годов и помог построить 37-дюймовый циклотрон. Кет говорит, что отношение Фермилаборатории «ты можешь это сделать», кажется, привлекает людей, которые вступают в клуб любителей циклотронов.

Строительство собственного циклотрона в Рутгерсе, который он использовал в качестве учебного пособия, побудило Тима Кета вернуться в аспирантуру по физике ускорителей.

Предоставлено Тимом Кетом

Слева направо: циклотронщики-любители Хейди Баумгартнер, Тим Кет, Дэн Хоффман и Джеймс Крутцлер.

Предоставлено Джеймсом Крутцлером

Достижение всей жизни

Кет, создавший веб-сайт о циклотроне, который он построил в Ратгерсе, каждый год получает несколько электронных писем от людей, в основном студентов, которые говорят, что хотят построить свой собственный циклотрон. Студенты обычно сообщают Кету, что у них есть один семестр и несколько сотен долларов. Он говорит, что старается никого не обескураживать, но авторы этих электронных писем явно не понимают, сколько времени и денег требуется. Редким исключением было электронное письмо, которое он получил от Баумгартнера и Хойера, которое, по словам Кет, оказалось более настойчивым и определенно более проработанным, чем другие. Теперь они создали свой собственный веб-сайт и получают одинаковые электронные письма.

Хотя немногие могут понять навязчивую идею, которая объединила этих людей, их дары не остались незамеченными для остального мира.