DIY laserskåret klokke: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Velkommen til opplæringen min om hvordan du lager vakre, laserskjærte klokker! Jeg fikk inspirasjonen til dette prosjektet fra det faktum at jeg måtte gå på bryllup i fjor sommer, og jeg ønsket å lage noen personlige gaver til folkene som skulle gifte seg. Jeg tenkte også at det ville være en god måte å bruke noen matematiske prinsipper jeg lærte, som jeg vil dekke i den første delen av denne opplæringen. Jeg er ikke sikker på hvor godt jeg kan dekke det, men uansett vil jeg gi noen Python -kode slik at du kan lage så mange design du vil. I tillegg har jeg en haug med design som jeg har laget som vil bli inkludert i prosjektfilene som SVG -er.

For dette prosjektet trenger du:

• kryssfiner eller akryl for urskiven
• programvare for redigering av vektorgrafikk
• tilgang til en laserskjærer
• en urbevegelse med 1/4 "aksel

Valgfrie materialer inkluderer:

• hvit maling
• 120 og 220 sandpapir
• mørk flekk
• trelim
• 4 X 3/8 "skruer
• tetningsmasse

La oss komme i gang!

Trinn 1: Matematikken …

Jeg trodde dette var en av de mest interessante delene av dette prosjektet, men jeg vil ikke holde det imot deg for å hoppe over denne delen. Forhåpentligvis gjør jeg en OK jobb med å beskrive hva som skjer, men se boken Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns av Frank Farris. Han gjør en veldig god jobb med å beskrive hvordan disse symmetriene skjer. For et kortere, men mer "håndbølget" utseende, sjekk ut dette Quanta Magazine-puslespillet, og det er løsningen. Jeg vil faktisk produsere en løsning på Quanta Magazine -problemet og ha den klar til å gå inn i koden jeg legger ut nedenfor.

For å forstå hvordan vi får symmetri, må vi først vite at e^(i * 2 pi * C) = 1 for et helt tall C. Dette kommer fra Eulers identitet, som jeg ikke vil snakke om her, men det er super viktig og alle synes det er størst, så sjekk det. Jeg brukte det ovennevnte faktum for å utlede "A" -kurven fra Quanta -problemet (se bilde), som det snakkes litt om i Quanta -problemets løsning. I avledningen er "k" antall symmetriske komponenter som vi vil ha i kurven vår. I likhet med både "m" og "n", må "k" være et heltall for å ha en symmetrisk kurve. I koden nedenfor ser vi at C1 = 1 og C2 = -3 med mod = 5 for å produsere kurven fra problemet. Mod -variabelen står for "modul" og skal være det samme tallet som "k". (Merk: For å kjøre kode må numpy-, matplotlib- og sympy -bibliotekene være installert.)

importer numpy som np

import matplotlib.pyplot som plt fra sympy import exp, I, re, im, symboler, lambdify t = symboler ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # For mod = 12 kan resten bare være [1, 5, 7, 11] rest = 1 mod = 5 l = resten m = 1*mod + resten n = -3*mod + resten 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) for t i np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) for t i 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'sti / til / mappe / test.svg ') plt.show () print (' / t / t / t ' + str (f))

Men hvorfor gikk jeg gjennom alle disse problemene? Jeg synes det er ganske kult, men jeg ville også lære alt dette for å lage klokker med 12 ganger symmetri. På den måten er det ikke nødvendig å sette noen stygge tall i ansiktet, og folk kan fortsatt se hva klokken er. Det som er flott er at alt vi trenger å gjøre for å lage kurver med 12 ganger symmetri er å endre mod til 12 i koden ovenfor! Etter det kan du prøve å endre noen av koeffisientene til mod for n og m og tallene i koeffsvektoren og se hva slags kurve den lager. En ting å merke seg, hvis du endrer resten, kan du få kurver med 2, 3, 4 eller 6 ganger symmetri. Det er super rart, men det kommer av det faktum at heltall betyr noe! La oss se på et eksempel:

Hvis k = 12, og m = 1 * k + 2 = 14, deretter (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, resten = 1

Vi ser at fordi to deler tolv, får vi det samme svaret som om vi hadde en modul på 6 og resten på 1! Faktisk, med k = 12 og rest = 2, er alt programmet gjør å spore kurven for k = 6 med resten = 1 to ganger, den ene på den andre! Derfor kan resten for 12 symmetriske komponenter bare være et tall som ikke deler 12, som er [1, 5, 7, 11] opp til 12, men også et hvilket som helst annet primtall etter 12. Ganske kult!

Jeg håper at det jeg har snakket om her har vekket alles interesse for temaet. Igjen, Frank Farris 'bok ovenfor er en utmerket ressurs, og jeg håper folk har det gøy med å lage noen fine kurver med python -skriptet mitt. Nå tilbake til oppgaven!

Trinn 2: Forberedelse for laserskjæring

Formene som vi kutter ut for å lage klokkene er faktisk ikke vanskelig å forberede. Jeg har inkludert en haug med kurver som jeg personlig liker, så bruk dem gjerne. Materialet kan være hva som helst som kan settes under en laserskjærer trygt, men jeg valgte en 1/4 "kryssfiner med et fint bjørketre laminatflate. Jeg lagde urskiven på en 10" disk sporet i din favorittvektor grafikkprogram. Du kan deretter omskalere kurven på disken ganske enkelt for å lage en fin urskive. Jeg tok også en annen kurve som var i stand til å kuttes ut i en kant for klokken min, noe jeg foreslår på det sterkeste fordi den virkelig tilførte mye. En ting du trenger å vite om før du kutter er hvilken type klokkebevegelse du vil bruke. Amazon har en masse billige, og Michael's har dem også hvis du foretrekker å gå ut og kjøpe en akkurat nå. Du vil vite akseldiameteren, som jeg tror er 5/16 "for de fleste.

Den ferdige skiven skal være en 10 "disk med kurven du vil spore ut inne, og et hull i midten for bevegelsesskaftet som er 5/16" i diameter. Vær oppmerksom på at jo mer linjene på designet krysser hverandre, jo dypere vil laseren skjære ned i materialet ditt! Hvis du prøver å kutte et komplisert design, kan det hende at du ved et uhell skjærer gjennom urskiven.

Designet jeg brukte som inkluderer kantlinjen og designet er den første.svg -filen.

Trinn 3: Klipp ut urskiven

Nå tar du filen og laster den inn i laserskjæreren. Du vil ha designet og de to sirklene på separate innstillinger. For designet var en av teknikkene jeg brukte for å spore det, å flytte bordet litt ut av fokus fra laserskjæreren. På den måten blir linjen kuttet tykkere inn i overflaten.

Denne delen er veldig morsom. Du får se laseren spore ut designet ditt på skiven, noe som er ganske pent å se på når det skjer.

Trinn 4: Fullfør klokken

Hvis du brukte tre, bøyer treet som tynnes lett, så det ville være en god idé å forsegle det minst. En av tingene jeg gjorde var at jeg malte over designet i hvitt og deretter pusset malingen av ansiktet. Dette ga designet en fin aksent mot treet, men du må være forsiktig når du sliper siden det fine trelaminatet er ganske tynt og det er lett å slipe gjennom.

Jeg gikk også og hentet en prøve av en mørk flekk fra Home Depot for grensen til urskiven. Jeg la deretter litt trelim på grensen og festet den med 4 3/8 skruer. De ekstra skruene skulle holde rammen festet under belastningen av vridning. Jeg forseglet deretter det hele med en blank utendørs tetningsmasse. Følg deretter instruksjonene på klokkebevegelsespakken for å installere bevegelsen og se den nye klokken begynne å tikke!

Jeg var ganske fornøyd med resultatet, og folkene jeg ga det til elsket det også. Jeg håper at du har funnet dette lærerikt morsomt og interessant, og vennligst gi meg beskjed om hvilke kule klokker du lager!