Hamoni® Harmonisierer Mobil
Daraus besteht das Gerät

1) Das Gehäuse:

Dieses drucken wir selbst mit derzeit 10 Stück 3D-Druckern. Hierbei wird Kunststoff (PETG, robust und hautfreundlich) bei 240 Grad geschmolzen und in Schichten nach oben hin aufgetragen, dadurch wird das Gehäuse geformt.

Durch das schichtweise Aufbauen erhält das Gehäuse die charakteristische Oberflächenstruktur, die an eine Muschel oder einen Fingerabdruck erinnert. Das Gehäuse wird in 2 Teilen (Boden und Deckel) gedruckt, die gesamte Druckdauer beträgt ca. 70 Minuten. Beim Druck einer gewölbten Struktur tut sich die Schwierigkeit auf, dass man gegen die Schwerkraft ankämpfen muss. Der Drucker setzt viele Kleckse geschmolzenen Kunststoffs nebeneinander. Eigentlich müssten diese bei einer Wölbung zu Boden fallen, da es unter dem Klecks nichts gibt, was ihn stützt.

In der Praxis kann man das Problem lösen, indem man Bahnen druckt, die nach oben hin immer enger werden und teilweise auf der jeweils darunterliegenden Bahn aufliegen. Diese nach innen und oben hin immer enger werdenden Bahnen sind für die charakteristische Oberfläche des Anhängers verantwortlich.

Gehäuse des Hamoni® Harmonisierer Mobil im 3D-Drucker

Oben sehen Sie einen 3D-Drucker während des Drucks des Anhängerdeckels. Bislang haben sich die Drucker in der industriellen Massenfertigung nicht durchgesetzt, weil sie zu langsam sind. Wir verwenden sie trotzdem und umgehen das Zeitproblem durch den parallelen Einsatz vieler Drucker gleichzeitig.

Wichtiger Hinweis: Die Gehäuse sind systembedingt optisch nicht immer ganz einwandfrei. Wir bitten dies zu entschuldigen. Wir sortieren ohnehin 30% der gedruckten Anhänger als optisch nicht zufriedenstellend aus. Wenn wir hingegen jeden Anhänger aussortieren würden, der auch nur den kleinsten optischen Makel aufweist, hätten wir eine Ausschussquote von 90%, würden sehr viel Kunststoffmüll produzieren und höchstwahrscheinlich die Lust an der Arbeit verlieren. Bitte sehen Sie den Hamoni® Harmonisierer Mobil nicht als Schmuckstück, sondern als Gerät an. Danke.

2) Das Innenleben:

Kleiner Ausschnitt der Rückseite der Platine im Hamoni® Harmonisierer Mobil

Herzstück des Hamoni® Harmonisierer Mobil ist eine elektronische Platine, wir zeigen einen kleinen Ausschnitt der Rückseite davon in der Abbildung unten. Als kleine Ehrung für den wahrscheinlich unterschätztesten und der Öffentlichkeit weitgehend unbekannten schottischen Physiker James Clerk Maxwell findet man darauf die sog. Maxwell‘schen Gleichungen gedruckt.

Diese Gleichungen bilden die theoretische Grundlage aller elektromagnetischen Naturerscheinungen und sind damit elementar für unser modernes Leben sowie für die Funktion des Geräts. Die Platine wird u.a. durch Polyurethan und Silikon gedämpft, um sie (genauer: bestimmte Bauteile darauf) stoßunempfindlich zu machen.

Portraitfoto von James Clerk Maxwell (1831-1879)

Oben sehen Sie ein Portraitfoto von James Clerk Maxwell (1831-1879). Er sagte schon 1860 mit Hilfe seiner Gleichungen vorher, dass es elektromagnetische Wellen geben müsse, 26 Jahre bevor Heinrich Hertz der experimentelle Nachweis gelang.

Maxwell wird als der Physiker des 19. Jahrhunderts angesehen, der den größten Einfluss auf die Physik des 20. Jh. hatte. Unsere gesamte moderne Kommunikationstechnik, insbes. die Funktechnik, beruht auf seinen Erkenntnissen.

Wenn man heute Funktechnologie entwirft (z.B. die Antennen Ihres Mobiltelefons), simuliert man deren physikalische Eigenschaften mit Software, die die Maxwell-Gleichungen numerisch löst. Erst dann baut man einen realen Prototypen. Die Resultate stimmen meist bis auf 1% mit den tatsächlich gemessenen Werten überein. Die Abweichung kommt aber nicht etwa daher, weil Maxwells Gleichungen ungenau wären, sondern weil man komplexe, reale Systeme nur näherungsweise modellieren kann, da sonst der Rechenaufwand zu hoch wäre.

Albert Einstein bezeichnete die Arbeit Maxwells als „das Tiefste und Fruchtbarste, das die Physik seit Newton entdeckt hat“. Und fügte hinzu: „Ich stehe auf Maxwells Schultern“. Einstein hatte in seinem Arbeitszimmer obiges Portrait von Maxwell hängen.

Literatur bzw. Videodokumentation:
[1] Mahon, B. (2015). The Man Who Changed Everything: The Life of James Clerk Maxwell. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
[2] Scotland’s Einstein: James Clerk Maxwell – The Man Who Changed the World. BBC Two, 2015.
[3] Maxwell, J. C. (1873). A Treatise on Electricity and Magnetism. Oxford: Clarendon Press.
[4] Jackson, J. D. (2006). Klassische Elektrodynamik. Berlin, Germany: Walter de Gruyter.

Die Maxwell-Gleichungen in der sog. Differentialform

Die Maxwell-Gleichungen in der sog. Differentialform Ein Hauptgrund dafür, dass praktisch jeder Isaac Newton und die Newton‘schen Gesetze kennt, aber kaum jemand die Maxwell-Gleichungen, ist der, dass letztere mathematisch deutlich komplizierter sind. Daher kann man sie in der Schulphysik Schülern nur schwer erklären.