DIY laserom rezané hodiny: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Vitajte v mojom návode, ako vyrobiť krásne hodiny rezané laserom! Inšpiráciu pre tento projekt som získal tým, že som minulé leto musel ísť na svadbu a chcel som urobiť nejaké personalizované darčeky pre ľudí, ktorí sa ženia. Tiež som si myslel, že by to bol dobrý spôsob, ako použiť niektoré matematické zásady, ktoré som sa učil, ktorým sa budem venovať v prvej časti tohto tutoriálu. Nie som si istý, ako dobre to môžem pokryť, ale v každom prípade poskytnem nejaký kód Pythonu, aby ste mohli vytvoriť toľko návrhov, koľko chcete. Okrem toho mám veľa návrhov, ktoré som vytvoril a ktoré budú zahrnuté do súborov projektu ako súbory SVG.

Na tento projekt budete potrebovať:

• preglejka alebo akryl pre ciferník hodín
• softvér na úpravu vektorovej grafiky
• prístup k laserovej rezačke
• hodinový pohyb s hriadeľom 1/4"

Medzi voliteľné materiály patrí:

• biela farba
• Brúsny papier so zrnitosťou 120 a 220
• tmavá škvrna
• lepidlo na drevo
• 4 x 3/8 "skrutky
• tmel na drevo

Začnime!

Krok 1: Matematika…

Myslel som si, že je to jedna z najzaujímavejších častí tohto projektu, ale nebudem vám brániť, že ste preskočili túto časť. Našťastie som pri popisovaní toho, čo sa deje, odviedol dobrú prácu, ale prečítajte si knihu Vytváranie symetrie: Umelecká matematika vzorov tapiet od Franka Farrisa. Odvádza skvelú prácu pri popisovaní toho, ako sa tieto symetrie dejú. Ak chcete získať kratší, ale „vlnitejší“vzhľad, pozrite sa na túto hádanku časopisu Quanta a je to riešenie. V skutočnosti vyrobím riešenie problému s časopisom Quanta a pripravím ho na spustenie kódu, ktorý zverejním nižšie.

Aby sme pochopili, ako získame symetriu, musíme najskôr vedieť, že e^(i * 2 pi * C) = 1 pre akékoľvek celé číslo C. Toto pochádza z Eulerovej identity, o ktorej tu nebudem hovoriť, ale je veľmi dôležitá a každý si myslí, že je najväčší, tak si ho overte. Vyššie uvedený fakt som použil na odvodenie krivky „A“z problému Quanta (pozri obrázok), o ktorom sa trochu hovorí v riešení problému Quanta. Pri derivácii „k“je počet symetrických zložiek, ktoré chceme v našej krivke. Rovnako ako „m“aj „n“, aj „k“musí byť celé číslo, aby mala symetrickú krivku. V nižšie uvedenom kóde vidíme, že C1 = 1 a C2 = -3 s mod = 5, aby sme z problému vytvorili krivku. Premenná mod znamená „modul“a mala by byť rovnaká ako „k“. (Poznámka: na spustenie kódu musia byť nainštalované knižnice numpy, matplotlib a sympy.)

import numpy ako np

import matplotlib.pyplot ako plt zo sympy import exp, I, re, im, symboly, lambdify t = symboly ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Pre mod = 12, zvyšok môže byť iba [1, 5, 7, 11] zvyšok = 1 mod = 5 l = zvyšok m = 1*mod + zvyšok n = -3*mod + zvyšok koeficientov = 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) pre t v np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) for t in 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))

Ale prečo som prešiel všetkými týmito problémami? Myslím si, že je to celkom cool, ale tiež som sa to všetko chcel naučiť, aby som vyrobil hodiny s 12-násobnou symetriou. Vďaka tomu nie je potrebné dávať na tvár nejaké škaredé čísla a ľudia môžu stále ľahko vidieť, koľko je hodín. Je skvelé, že všetko, čo musíme urobiť na vytvorenie kriviek s 12-násobnou symetriou, je zmeniť režim na 12 v kóde uvedenom vyššie! Potom skúste zmeniť niektoré koeficienty mod pre n a m a čísla vo vektore koeficientov a zistite, akú krivku vytvára. Jedna vec na vedomie, ak zmeníte zvyšok, môžu sa vám objaviť krivky s 2, 3, 4 alebo 6-násobnou symetriou. Je to veľmi zvláštne, ale vyplýva to zo skutočnosti, že na celých číslach záleží! Pozrime sa na príklad:

Ak k = 12, a m = 1 * k + 2 = 14, potom (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, zvyšok = 1

Vidíme, že pretože dva delia dvanásť, dostaneme rovnakú odpoveď, ako keby sme mali modul 6 a zvyšok 1! V skutočnosti pri k = 12 a zvyšku = 2 stačí, ak program vystopuje krivku pre k = 6 so zvyškom = 1 dvakrát, jeden na druhom! Preto pre 12 symetrických komponentov môže byť zvyšok iba číslo, ktoré nedelí 12, čo je [1, 5, 7, 11] až 12, ale aj akékoľvek iné prvočíslo po 12. Celkom cool!

Dúfam, že to, o čom som tu hovoril, vyvolalo záujem všetkých o túto tému. Opäť platí, že vyššie uvedená kniha Franka Farrisa je vynikajúcim zdrojom a dúfam, že sa ľudia zabavia pri vytváraní pekných kriviek s mojím pythonovým skriptom. Teraz späť k aktuálnej úlohe!

Krok 2: Príprava na laserové rezanie

Tvary, ktoré vyrezávame, aby sme vyrobili hodiny, nie je v skutočnosti ťažké pripraviť. Zahrnul som veľa kriviek, ktoré sa mi osobne páčia, takže ich môžete použiť. Materiálom môže byť čokoľvek, čo sa dá bezpečne vložiť pod laserovú rezačku, ale ja som si vybral preglejku 1/4 "s peknou laminátovou tvárou z brezového dreva. Ciferník hodín som vyrobil z 10" disku, ktorý je vystopovaný vo vašom obľúbenom vektore. grafický program. Potom môžete krivku na disku veľmi jednoducho zmeniť na mierku a vytvoriť pekný ciferník. Vzal som tiež ďalšiu krivku, ktorú bolo možné vystrihnúť do okraja pre moje hodiny, čo veľmi navrhujem, pretože to skutočne veľa pridalo. Jedna vec, o ktorej budete pred rezaním potrebovať vedieť, je typ hodinového pohybu, ktorý budete používať. Amazon má veľa lacných a Michael's ich má tiež, ak si chcete radšej ísť kúpiť niečo práve teraz. Budete chcieť vedieť priemer hriadeľa, ktorý je podľa mňa pre väčšinu 5/16 ".

Hotovým ciferníkom by mal byť 10 "kotúč s krivkou, ktorú chcete vystopovať, a v strede otvor pre pohybový hriadeľ s priemerom 5/16". Uvedomte si, že čím viac sa čiary na dizajne navzájom krížia, tým hlbšie bude laser rezať do vášho materiálu! Ak sa pokúsite vystrihnúť komplikovaný dizajn, môže sa stať, že omylom prestrihnete ciferník.

Dizajn, ktorý som použil a ktorý obsahuje orámovanie a dizajn, je súbor first.svg.

Krok 3: Vystrihnite volič

Teraz vezmite súbor a načítajte ho do laserovej rezačky. Dizajn a dva kruhy budete chcieť mať v samostatných nastaveniach. Pokiaľ ide o dizajn, jednou z techník, ktoré som použil na jeho vysledovanie, bolo posunúť stôl trochu mimo zaostrenia z laserovej rezačky. Vlasec sa tak do povrchu nareže hrubšie.

Táto časť je naozaj zábavná. Na ciferníku uvidíte laserové vysledovanie vášho návrhu, ktorý je celkom úhľadné sledovať, ako sa to deje.

Krok 4: Dokončite hodiny

Ak ste použili drevo, drevo, ktoré sa tenko deformuje, bolo by vhodné ho minimálne utesniť. Jednou z vecí, ktoré som urobil, bolo, že som namaľoval dizajn na bielo a potom som pieskoval farbu z tváre. Vďaka tomu bol dizajn príjemným akcentom proti drevu, pri brúsení však musíte byť opatrní, pretože pekný drevený laminát je dosť tenký a ľahko sa brúsi.

Tiež som šiel a dostal som vzorku tmavej škvrny od Home Depot na okraj ciferníka. Potom som na okraj položil trochu lepidla na drevo a pripevnil ho skrutkami 4 3/8 . Dodatočné skrutky mali udržať okraj pripevnený pod napätím deformácie. Potom som to celé zalepil lesklým vonkajším tmelom. Ďalej postupujte podľa pokyny v balíčku pohybu hodín, aby ste nainštalovali strojček a sledovali, ako vaše nové hodiny začínajú tikať!

S výsledkom som bol celkom spokojný a milovali ho aj ľudia, ktorým som ho dal. Dúfame, že vás tento návod naučil zábavné a zaujímavé, a dajte mi vedieť, aké skvelé hodiny vyrábate!