Ceas DIY cu tăiere laser: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Bine ați venit la tutorialul meu despre cum să creați ceasuri minunate, tăiate cu laser! M-am inspirat pentru acest proiect din faptul că a trebuit să merg la câteva nunți în vara trecută și am vrut să fac niște cadouri personalizate pentru cei care se căsătoresc. De asemenea, m-am gândit că ar fi o modalitate bună de a aplica câteva principii matematice pe care le învățam, pe care le voi aborda în prima parte a acestui tutorial. Nu sunt sigur cât de bine pot acoperi acest lucru, dar în orice mod voi oferi niște cod Python, astfel încât să puteți face oricâte desene doriți. În plus, am o grămadă de modele pe care le-am creat, care vor fi incluse în fișierele proiectului sub formă de SVG-uri.

Pentru acest proiect, veți avea nevoie de:

• placaj sau acril pentru cadranul ceasului
• software de editare grafică vectorială
• acces la un tăietor cu laser
• o mișcare de ceas cu ax de 1/4"

Materialele opționale includ:

• vopsea albă
• Hârtie de nisip granulată 120 & 220
• pata întunecată
• lipici de lemn
• 4 șuruburi X 3/8"
• etanșant pentru lemn

Să începem!

Pasul 1: Matematica …

Am crezut că aceasta este una dintre cele mai interesante părți ale acestui proiect, totuși nu o voi opune pentru că ați sărit peste această secțiune. Sper că fac o treabă OK la descrierea a ceea ce se întâmplă, dar vă rugăm să consultați cartea Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns de Frank Farris. El face o treabă grozavă descriind cum se întâmplă aceste simetrii. Pentru un aspect mai scurt, dar mai „ondulat manual”, consultați acest puzzle al revistei Quanta și soluția sa. Voi produce de fapt o soluție la problema revistei Quanta și o voi pregăti pentru a intra în codul pe care îl postez mai jos.

Pentru a înțelege cum obținem simetria, trebuie mai întâi să știm că e ^ (i * 2 pi * C) = 1 pentru orice număr întreg C. Aceasta provine din identitatea lui Euler, despre care nu voi vorbi aici, dar este foarte important și toată lumea crede că este cea mai mare, așa că verificați-o. Am folosit faptul de mai sus pentru a obține curba "A" din problema Quanta (a se vedea imaginea), despre care se vorbește puțin în soluția problemei Quanta. În derivare, "k" este numărul de componente simetrice pe care le dorim în curba noastră. Ca și „m” și „n”, „k” trebuie să fie un număr întreg pentru a avea o curbă simetrică. În codul de mai jos, vedem că C1 = 1 și C2 = -3 cu mod = 5 pentru a produce curba din problemă. Variabila mod înseamnă „modul” și ar trebui să fie același număr ca „k”. (Notă: pentru a rula codul, bibliotecile numpy, matplotlib și sympy trebuie să fie instalate.)

import numpy ca np

import matplotlib.pyplot ca plt din sympy import exp, I, re, im, simboluri, lambdify t = simboluri ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Pentru mod = 12, restul poate fi doar [1, 5, 7, 11] rest = 1 mod = 5 l = rest m = 1 * mod + rest n = -3 * mod + rest coeffs = np.array ([1, 1/2, I / 3]) exps = np.array ([exp (l * I * t), exp (I * m * t), exp (I * n * t)]) f = (coeffs * exps. T).sum () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) pentru t în np.linspace (0, 2 * np.pi, 5000)] yarray = [y (t) pentru t în np.linspace (0, 2 * np.pi, 5000)] plt.plot (xarray, yarray) plt.axis ('off') plt.gca (). set_position ([0, 0, 1, 1]) # plt.savefig (r'path / to / folder / test.svg ') plt.show () print (' / t / t / t '+ str (f))

Dar de ce am trecut prin toate aceste probleme? Ei bine, cred că este destul de mișto, dar am vrut să învăț toate acestea pentru a face ceasuri cu simetrie de 12 ori. În acest fel, nu este nevoie să puneți niște numere urâte pe față și oamenii pot vedea în continuare ce oră este cu ușurință. Ce este grozav este că tot ce trebuie să facem pentru a face curbe cu simetrie de 12 ori este să schimbăm modul în 12 în codul de mai sus! După aceea, încercați să modificați unii dintre coeficienții modului pentru n și m și numerele din vectorul coeffs și vedeți ce fel de curbă face. Un lucru de reținut, dacă schimbați restul, este posibil să obțineți curbe cu simetrie de 2, 3, 4 sau de 6 ori. Este super ciudat, dar provine din faptul că numerele întregi contează! Să aruncăm o privire la un exemplu:

Dacă k = 12 și m = 1 * k + 2 = 14, apoi (m - 2) / k = m / k - 2 / k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, rest = 1

Vedem că, deoarece două împarte doisprezece, obținem același răspuns ca și cum am avea un modul de 6 și restul de 1! De fapt, cu k = 12 și restul = 2, tot ceea ce face programul este să traseze curba pentru k = 6 cu restul = 1 de două ori, una peste alta! Prin urmare, pentru 12 componente simetrice, restul poate fi doar un număr care nu împarte 12, care sunt [1, 5, 7, 11] până la 12, dar și orice alt număr prim trecut de 12. Destul de cool!

Sper că ceea ce am vorbit aici a stârnit interesul tuturor pentru subiect. Din nou, cartea de mai sus a lui Frank Farris este o resursă excelentă și sper că oamenii se distrează făcând niște curbe frumoase cu scenariul meu de piton. Acum, înapoi la sarcina la îndemână!

Pasul 2: Prepare pentru tăiere cu laser

Formele pe care le decupăm pentru a face ceasurile nu sunt de fapt greu de pregătit. Am inclus o grămadă de curbe care îmi plac personal, așa că nu ezitați să le folosiți. Materialul poate fi orice poate fi pus sub un tăietor laser în condiții de siguranță, dar am ales un placaj de 1/4 "cu o față frumoasă din lemn de mesteacăn. Am realizat cadranul ceasului de pe un disc de 10" trasat în vectorul tău preferat. program grafic. Apoi, puteți redimensiona curba din disc destul de ușor pentru a face un cadran frumos. Am luat, de asemenea, o altă curbă care a putut fi tăiată într-o margine pentru ceasul meu, pe care o sugerez cu adevărat, deoarece a adăugat foarte mult. Un lucru despre care va trebui să știți înainte de tăiere este ce tip de mișcare de ceas veți folosi. Amazon are o grămadă ieftină, iar Michael's le are și dacă preferi să ieși și să cumperi unul chiar acum. Veți dori să cunoașteți diametrul arborelui, care cred că este de 5/16 "pentru majoritatea.

Cadranul final trebuie să fie un disc de 10 "cu curba pe care doriți să o urmăriți și o gaură în centru pentru arborele de mișcare care are un diametru de 5/16". Rețineți că cu cât liniile de pe design se încrucișează mai mult, cu atât laserul va tăia mai adânc materialul dvs.! Dacă încercați să tăiați un design complicat, s-ar putea să ajungeți să vă tăiați accidental cadranul.

Designul pe care l-am folosit, care include chenarul și designul, este primul fișier.svg.

Pasul 3: tăiați cadranul

Acum luați fișierul și îl încărcați în tăietorul laser. Veți dori să aveți designul și cele două cercuri pe setări separate. Pentru proiectare, una dintre tehnicile pe care le-am folosit pentru a-l urmări a fost să mișc masa puțin desenată de tăietorul laser. În acest fel, linia este tăiată mai groasă în suprafață.

Această parte este foarte distractivă. Veți putea vedea laserul trasându-vă designul pe cadran, ceea ce este destul de îngrijit să-l urmăriți pe măsură ce se întâmplă.

Pasul 4: Terminați-vă ceasul

Dacă ați folosi lemn, lemn care subțire se deformează ușor, așa că ar fi o idee bună să îl sigilați cel puțin. Unul dintre lucrurile pe care le-am făcut a fost că am pictat peste design în alb și apoi am șlefuit vopseaua de pe față. Acest lucru a dat designului un accent frumos împotriva lemnului, cu toate acestea trebuie să fiți atenți la șlefuire, deoarece laminatul frumos din lemn este destul de subțire și este ușor de șlefuit.

De asemenea, m-am dus și am luat o mostră de o pată întunecată de la Home Depot pentru marginea cadranului. Apoi am pus niște lipici de lemn pe margine și l-am atașat cu șuruburi de 4 3/8 . Șuruburile suplimentare erau pentru a menține marginea atașată sub stresul deformării. Am sigilat totul într-un material de etanșare exterior lucios. Apoi, urmați instrucțiunile de pe pachetul de mișcare a ceasului pentru a instala mișcarea și a urmări noul ceas care începe să bifeze!

Am fost destul de mulțumit de rezultat, iar oamenii cărora le-am dat le-au plăcut și ei. Sper că ați găsit acest lucru distractiv și interesant și vă rog să-mi spuneți ce ceasuri grozave faceți!