CASESTUDY
CASESTUDY
Swinburne University of Technology used OAV Air Bearings to stabilize an electrodynamic shaker system, providing high precision in quantum experimentation.
CUSTOMER
Swinburne
University
INDUSTRY
Research & Academics
APPLICATION
Quantum Experiment
PRODUCT USED
OAVBX5050
BENEFIT
Stable Resonances
CASESTUDY
The Optical Sciences Centre at Swinburne University of Technology in Melbourne, Australia studied the behavior of liquid droplets bouncing on a fluid bath through a quantum physics lens. When the droplets are driven at a controlled frequency, they can begin to “walk” across the surface of the fluid. Each impact creates a small wave that influences the droplet’s next movement, producing unusual and highly repeatable behavior. The researchers characterized these systems as “droplet time crystals” (DTCs), in which the droplets repeat their motion at regular intervals related to the driving frequency.
The team needed to isolate the system from external vibrations and maintain ultra-stable and precise resonances in an electrodynamic shaker. Conventional bearings introduced friction and noise, compromising the precision of measurements at the microjoule level.
The fluid bath had a 100 mm diameter and a total mass of approximately 570 g. It was mounted on a linear stage supported by air bearings and precisely leveled by adjusting the optical table with a two-axis digital level. Two single-axis piezoelectric accelerometers monitored vibrations in the bath.
Droplets were introduced using a computer-controlled droplet printer consisting of a two-axis linear translation stage and a piezoelectric droplet generator. The fluid level was precisely adjusted using a micrometer translation stage, while top- and side-view cameras tracked the resulting droplet motion.
CASESTUDY
To address these challenges, the team incorporated the OAVBX5050 Box Series Linear Air Bearing Guide into the experimental platform.. The air bearing was mounted on an aluminum plate on top of the optical table and supplied with clean, compressed air through a drive rod. This removed friction and allowed for smooth and repeatable motion with no noise.
The OAVBX5050 was used to reduce the transverse vibrations through stabilization of the entire system due its smooth and ultra-precise frictionless motion. Frictionless motion in the axial direction prevented adverse motion in the transverse plane. The team chose an air bearing with a large enough surface area to maintain the total payload to a minimum, reducing the shaker resonances.
When the fluid bath was driven above the Faraday threshold, waves formed across the fluid surface in distinct square and triangular patterns. The researchers then introduced droplets onto the bath and observed stable bouncing behavior, including a (2,1) mode in which the droplets oscillated vertically at half the driving frequency of the bath. By holding the driving frequency and amplitude constant while varying droplet size, the team was able to study how these changes affected the droplets' bouncing dynamics and internal vibrational modes.
Figure 1. Schematic illustration of the main components of the experiment
CASESTUDY
By integrating OAV Air Bearings into the system, the team:
Stabilized the shaker and reduced transverse vibrations
Maintained the total payload with a large bearing surface area
Enabled accurate measurement of droplet dynamics and Faraday wave patterns
Delivered highly precise and repeatable results with no noise
The research team was able to observe and analyze complex droplet behaviors with a level of precicsion that was not before possible. OAV continues to support cutting-edge research where precision motion and vibration control are critical.
CASESTUDY
Uitzonderlijke prestaties worden gesmeed vanuit de zeer fundamentele wortels van een doel. Voortdurende verbetering van die wortels zal de weg vrijmaken voor enorme prestaties en vorderingen. Bij OAV Air Bearings benadrukken we dat een sterke basis de essentie is van groei. De wrijvingsloze en nauwkeurige mogelijkheden van OAV Air Bearings zorgen voor de groei van ongelooflijk unieke en monumentale inspanningen. Hemelse activiteiten zijn zo'n voorbeeld.
Satellietcommunicatie en aardobservatie hebben op tal van manieren invloed op het leven. Van communicatie tot onderzoek en data, satellieten zijn een cruciaal onderdeel van wat we vandaag weten en gebruiken. Door het gebruik van cubesats is Open Cosmos gespecialiseerd in kritische satellietcommunicatie en -observatie. Cubesats zijn miniatuursatellieten, gebaseerd op een grootteconfiguratie tussen 10 cm en 30 cm, in de vorm van een vierkant die door de inzet in een baan om de aarde worden gelanceerd. Deze nanosatellieten zijn verantwoordelijk voor het verzamelen van een breed scala aan gegevens, van wereldwijde rampen tot wetenschappelijke onderzoeken, tot energie en hulpbronnen, tot communicatie en logistiek.
Het montage- en testteam van Open Cosmos produceert en test deze apparaten om aan hun doelstellingen te voldoen. Door het gebruik van de nieuwe OAV Roller Air Bearing is het team in staat om met succes satellieten in een baan om de aarde te simuleren en het standcontrolesysteem te testen. Het luchtlager wordt op een standaard geplaatst en het ruimtevaartuig op het luchtlager. Door wrijvingsloze beweging rond één as te bieden, stelt het luchtlager het team in staat om het houdingscontrolesysteem de ene as na de andere te testen. Vanuit de aarde is Open Cosmos in staat om met de OAV Air Bearing een vrijwel wrijvingsloze en microzwaartekrachtomgeving te creëren voor hemelonderzoek.
Voorafgaand aan het gebruik van OAV Air Bearing-producten verzamelde het team deze gegevens door middel van simulatieberekeningen en analyses. Een primaire uitdaging in deze periode was de onzekerheid over hoe nauwkeurig de simulaties en berekeningen werkelijk waren. Door het gebruik van het luchtlager kan het team dergelijke scenario's nu fysiek simuleren om hun berekeningen te bevestigen voor het genereren van volledige nauwkeurigheid.
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Afbeelding* Open Cosmos SatCubes Space Infrastructure
Dit materiaal is gebaseerd op werk ondersteund door Open Cosmos LTD. www.open-cosmos.com