Jam Potong Laser DIY: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Selamat datang ke tutorial saya tentang cara membuat jam potong laser yang indah! Saya mendapat inspirasi untuk projek ini dari kenyataan bahawa saya harus pergi ke beberapa majlis perkahwinan pada musim panas yang lalu dan saya ingin membuat beberapa hadiah yang diperibadikan untuk orang-orang yang berkahwin. Saya juga fikir akan menjadi kaedah yang baik untuk menerapkan beberapa prinsip matematik yang saya pelajari, yang akan saya bahas di bahagian pertama tutorial ini. Saya tidak pasti seberapa baik saya dapat menutupinya, tetapi dengan cara apa pun saya akan memberikan beberapa kod Python supaya anda dapat membuat seberapa banyak reka bentuk yang anda mahukan. Selain itu, saya mempunyai banyak reka bentuk yang telah saya buat yang akan dimasukkan ke dalam fail projek sebagai SVG.

Untuk projek ini, anda memerlukan:

• papan lapis atau akrilik untuk dail jam
• perisian penyuntingan grafik vektor
• akses ke pemotong laser
• pergerakan jam dengan aci 1/4"

Bahan pilihan merangkumi:

• cat putih
• Kertas pasir 120 & 220 grit
• noda gelap
• gam kayu
• Skru 4 X 3/8"
• pengedap kayu

Mari kita mulakan!

Langkah 1: Matematik…

Saya fikir ini adalah salah satu bahagian yang paling menarik dari projek ini, namun saya tidak akan menahannya kerana anda melewatkan bahagian ini. Mudah-mudahan saya berjaya dalam menerangkan apa yang sedang berlaku, tetapi sila rujuk buku Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns oleh Frank Farris. Dia melakukan pekerjaan yang sangat hebat dalam menggambarkan bagaimana simetri ini berlaku. Untuk penampilan yang lebih pendek tetapi "bergelombang tangan", lihat teka-teki Majalah Quanta ini dan ini adalah penyelesaiannya. Saya benar-benar akan menghasilkan penyelesaian untuk masalah Majalah Quanta dan siapkan ia menggunakan kod yang saya siarkan di bawah.

Untuk memahami bagaimana kita mendapatkan simetri, pertama kita harus mengetahui bahawa e ^ (i * 2 pi * C) = 1 untuk sebarang bilangan bulat C. Ini berasal dari identiti Euler, yang tidak akan saya bicarakan di sini tetapi sangat penting dan semua orang menganggap itu yang terbaik, jadi lihatlah. Saya menggunakan fakta di atas untuk mendapatkan kurva "A" dari masalah Quanta (lihat gambar), yang sedikit dibincangkan dalam penyelesaian masalah Quanta. Dalam derivasi, "k" adalah bilangan komponen simetri yang kita mahukan dalam lengkung kita. Seperti kedua-dua "m" dan "n", "k" mestilah bilangan bulat untuk mempunyai lengkung simetri. Dalam kod di bawah ini, kita melihat bahawa C1 = 1 dan C2 = -3 dengan mod = 5 untuk menghasilkan keluk dari masalah. Pemboleh ubah mod bermaksud "modulus" dan mestilah nombor yang sama dengan "k". (Catatan: untuk menjalankan kod, perpustakaan numpy, matplotlib, dan sympy mesti dipasang.)

import numpy sebagai np

import matplotlib.pyplot sebagai plt dari sympy import exp, I, re, im, simbol, lambdify t = simbol ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Untuk mod = 12, selebihnya boleh hanya menjadi [1, 5, 7, 11] baki = 1 mod = 5 l = selebihnya m = 1 * mod + baki n = -3 * mod + baki pekali = np. array ([1, 1/2, I / 3]) exps = np.array ([exp (l * I * t), exp (I * m * t), exp (I * n * t)]) f = (pekali * exps. T).sum (x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) untuk t di np.linspace (0, 2 * np.pi, 5000)] yarray = [y (t) untuk t di 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 () cetak (' / t / t / t '+ str (f))

Tetapi mengapa saya menjalani semua masalah ini? Saya rasa ia cukup keren, tetapi saya juga ingin mempelajari semua ini untuk membuat jam dengan simetri 12 kali ganda. Dengan cara itu, tidak perlu meletakkan beberapa angka jelek di wajah dan orang masih dapat melihat jam berapa dengan mudah. Apa yang hebat ialah yang perlu kita lakukan untuk membuat lekukan dengan simetri 12 kali ganda adalah menukar mod ke 12 dalam kod di atas! Selepas itu, cuba ubah beberapa pekali mod untuk n dan m dan nombor dalam vektor pekali dan lihat jenis lengkung yang dibuatnya. Satu perkara yang perlu diperhatikan, jika anda mengubah baki, anda mungkin mendapat lekukan dengan simetri 2, 3, 4, atau 6 kali ganda. Ia sangat pelik, tetapi datang dari kenyataan bahawa bilangan bulat penting! Mari kita lihat contohnya:

Sekiranya k = 12, dan m = 1 * k + 2 = 14, maka (m - 2) / k = m / k - 2 / k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, selebihnya = 1

Kami melihatnya kerana dua membahagi dua belas, kami mendapat jawapan yang sama seolah-olah kami mempunyai modulus 6 dan baki 1! Sebenarnya, dengan k = 12 dan selebihnya = 2, semua program yang dilakukan adalah mengesan kurva untuk k = 6 dengan bakinya = 1 dua kali, satu di atas yang lain! Oleh itu, untuk 12 komponen simetri selebihnya hanya boleh menjadi nombor yang tidak boleh dibahagi 12, iaitu [1, 5, 7, 11] hingga 12, tetapi juga nombor perdana lain yang lewat 12. Cukup hebat!

Saya berharap bahawa apa yang saya bicarakan di sini telah meningkatkan minat semua orang terhadap topik ini. Sekali lagi, buku Frank Farris di atas adalah sumber yang sangat baik dan saya harap orang bersenang-senang membuat beberapa lekukan yang bagus dengan skrip python saya. Sekarang, kembali ke tugas yang ada!

Langkah 2: Persiapan untuk Pemotongan Laser

Bentuk yang kita potong untuk membuat jam sebenarnya tidak sukar untuk disiapkan. Saya telah memasukkan banyak lengkung yang saya suka secara peribadi, jadi jangan ragu untuk menggunakannya. Bahannya boleh menjadi apa sahaja yang boleh diletakkan di bawah pemotong laser dengan selamat, tetapi saya memilih papan lapis 1/4 "dengan wajah lamina kayu birch yang bagus. Saya membuat dail jam dari cakera 10" yang dijumpai di vektor kegemaran anda program grafik. Anda kemudian dapat meningkatkan skala lengkung dalam cakera dengan mudah untuk membuat dailan yang bagus. Saya juga mengambil lekuk lain yang dapat dipotong menjadi sempadan untuk jam saya, yang sangat saya cadangkan kerana ia benar-benar menambah banyak. Satu perkara yang perlu anda ketahui sebelum memotong adalah jenis pergerakan jam yang akan anda gunakan. Amazon mempunyai banyak dengan harga murah, dan Michael juga memilikinya jika anda lebih suka keluar dan membelinya sekarang. Anda pasti ingin mengetahui diameter poros, yang menurut saya paling banyak adalah 5/16 ".

Papan siap hendaklah cakera 10 "dengan lengkung yang ingin anda jejak keluar, dan lubang di tengah poros pergerakan yang berdiameter 5/16". Ketahuilah bahawa semakin banyak garis reka bentuk saling melintang, semakin mendalam laser akan memotong bahan anda! Sekiranya anda cuba memotong reka bentuk yang rumit, anda mungkin akhirnya memotong dail anda secara tidak sengaja.

Reka bentuk yang saya gunakan merangkumi sempadan dan reka bentuk adalah fail pertama.svg.

Langkah 3: Potong Dail Anda

Sekarang anda mengambil fail anda dan memasukkannya ke pemotong laser anda. Anda mahu reka bentuk dan kedua-dua lingkaran berada dalam tetapan yang berasingan. Untuk reka bentuknya, salah satu teknik yang saya gunakan untuk mengesannya adalah dengan memindahkan meja sedikit daripada fokus dari pemotong laser. Dengan cara itu, garis dipotong lebih tebal ke permukaan.

Bahagian ini sungguh menyeronokkan. Anda dapat melihat laser mengesan reka bentuk anda di dail, yang cukup rapi untuk ditonton ketika ia berlaku.

Langkah 4: Selesaikan Jam Anda

Sekiranya anda menggunakan kayu, kayu yang melengkung tipis dengan mudah maka ada baiknya anda menutupnya sekurang-kurangnya. Salah satu perkara yang saya buat ialah saya melukis reka bentuk dengan warna putih dan kemudian mengoleskan cat wajah. Ini memberikan reka bentuk aksen yang bagus pada kayu, namun anda harus berhati-hati ketika mengamplas kerana laminasi kayu yang bagus cukup tipis dan mudah dilapisi.

Saya juga pergi dan mendapatkan sampel noda gelap dari Depot Rumah untuk sempadan muka jam. Saya kemudian meletakkan beberapa gam kayu di sempadan dan melekatkannya dengan 4 skru 3/8 . Skru tambahan adalah untuk memastikan sempadan terpasang di bawah tekanan melengkung. Saya kemudian menutup semuanya dalam sealant luar berkilat. Seterusnya, ikuti arahan pada pakej pergerakan jam untuk memasang pergerakan dan menonton jam baru anda mula berdetik!

Saya cukup gembira dengan hasilnya, dan orang yang saya berikan juga menyukainya. Saya harap anda dapati pengajaran ini menyeronokkan dan menarik, dan beritahu saya jam hebat yang anda buat!