DIY lasersko rezana ura: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Dobrodošli v mojem vodiču o tem, kako narediti čudovite ure, lasersko izrezane! Navdih za ta projekt sem dobil iz dejstva, da sem moral to poletje iti na nekaj porok in sem želel narediti nekaj osebnih daril za poročene. Prav tako sem mislil, da bi bil to dober način za uporabo nekaterih matematičnih načel, ki sem se jih učil, ki jih bom obravnaval v prvem delu te vadnice. Nisem prepričan, kako dobro lahko to pokrijem, vendar bom v vsakem primeru zagotovil nekaj kode Python, da boste lahko naredili toliko modelov, kot želite. Poleg tega imam ustvarjenih kup modelov, ki bodo vključeni v datoteke projekta kot SVG.

Za ta projekt boste potrebovali:

• vezane plošče ali akril za številčnico ure
• programska oprema za urejanje vektorske grafike
• dostop do laserskega rezalnika
• premik ure z gredjo 1/4"

Neobvezni materiali vključujejo:

• bela barva
• Brusilni papir zrnatosti 120 in 220
• temni madež
• lepilo za les
• 4 X 3/8 "vijaki
• tesnilo za les

Začnimo!

Korak: Matematika …

Mislil sem, da je to eden izmed najbolj zanimivih delov tega projekta, vendar vam ne bom nasprotoval, če ste preskočili ta razdelek. Upam, da bom dobro opisal dogajanje, vendar si oglejte knjigo Franka Farrisa Ustvarjanje simetrije: Umetna matematika vzorcev ozadij. Zelo dobro opisuje, kako se te simetrije dogajajo. Za krajši, a bolj "ročno valovit" videz si oglejte to uganko revije Quanta in njeno rešitev. Pravzaprav bom pripravil rešitev problema Quanta Magazine in jo pripravil za uporabo v kodi, ki jo objavljam spodaj.

Da bi razumeli, kako dobimo simetrijo, moramo najprej vedeti, da je e^(i * 2 pi * C) = 1 za katero koli celo število C. To izhaja iz Eulerjeve identitete, o kateri tukaj ne bom govoril, vendar je zelo pomembna in vsi mislijo, da je največji, zato preverite. Zgornje dejstvo sem uporabil za izpeljavo krivulje "A" iz problema Quanta (glej sliko), o katerem se malo govori v rešitvi problema Quanta. V izpeljavi je "k" število simetričnih komponent, ki jih želimo v svoji krivulji. Tako kot "m" in "n" mora biti tudi "k" celo število, da ima simetrično krivuljo. V spodnji kodi vidimo, da je C1 = 1 in C2 = -3 z mod = 5, da dobimo krivuljo iz problema. Spremenljivka mod pomeni "modul" in mora biti enaka številki kot "k". (Opomba: za zagon kode morajo biti nameščene knjižnice numpy, matplotlib in sympy.)

uvoz numpy kot np

uvoz matplotlib.pyplot kot plt iz sympy uvoz exp, I, re, im, simboli, lambdify t = simboli ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Za mod = 12, ostanek lahko samo [1, 5, 7, 11] ostanek = 1 mod = 5 l = ostanek m = 1*mod + ostanek n = -3*mod + preostali koeficient = np.masa ([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) za t v np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) za t v 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))

Toda zakaj sem šel skozi vse te težave? No, mislim, da je zelo kul, a tudi vse to sem se želel naučiti, da bi naredil ure z 12-kratno simetrijo. Tako vam ni treba na obraz nanesti grdih številk in ljudje še vedno zlahka vidijo, koliko je ura. Odlično je, da vse, kar moramo narediti za krivulje z 12-kratno simetrijo, je sprememba načina na 12 v zgornji kodi! Nato poskusite spremeniti nekatere koeficiente mod za n in m ter številke v vektorju koeficientov in poglejte, kakšno krivuljo naredi. Omeniti velja eno stvar: če spremenite preostanek, boste morda dobili krivulje z 2, 3, 4 ali 6-kratno simetrijo. To je zelo čudno, vendar izhaja iz dejstva, da so cela števila pomembna! Oglejmo si primer:

Če je k = 12 in m = 1 * k + 2 = 14, potem (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, ostanek = 1

Vidimo, da zaradi dveh deljenj dvanajst dobimo enak odgovor, kot če bi imeli modul 6 in ostanek 1! Pravzaprav s k = 12 in ostankom = 2 vse, kar program naredi, je, da izsledi krivuljo za k = 6 z ostankom = 1 dvakrat, enega na drugem! Zato je za 12 simetričnih komponent ostanek lahko le število, ki ne deli 12, ki so [1, 5, 7, 11] do 12, ampak tudi katero koli drugo osnovno število, ki presega 12. Precej kul!

Upam, da je to, o čemer sem tukaj govoril, vzbudilo zanimanje vseh za temo. Še enkrat, zgornja knjiga Franka Farrisa je odličen vir in upam, da se bodo ljudje zabavali pri ustvarjanju lepih krivulj z mojo skripcijo python. Zdaj pa nazaj k nalogi!

2. korak: Priprava na lasersko rezanje

Oblike, ki jih izrežemo za izdelavo ur, dejansko ni težko pripraviti. Vključil sem kup krivulj, ki so mi osebno všeč, zato jih lahko uporabite. Material je lahko karkoli, kar lahko varno položite pod laserski rezalnik, vendar sem izbral 1/4 "vezane plošče z lepim laminatom iz brezovega lesa. Številčnico ure sem naredil iz 10" diska, ki je narisan v vašem najljubšem vektorju grafični program. Krivuljo na disku lahko nato enostavno enostavno prilagodite, da naredite lepo številčnico. Vzel sem tudi drugo krivuljo, ki jo je bilo mogoče izrezati v obrobo za mojo uro, kar zelo priporočam, ker je res veliko dodalo. Ena stvar, ki jo morate vedeti pred rezanjem, je, kakšno vrsto ure boste uporabili. Amazon ima kup poceni, Michael pa jih ima tudi, če raje takoj pojdite ven in ga kupite. Želeli boste vedeti premer gredi, za katerega menim, da je za večino 5/16 ".

Končana številčnica mora biti 10 -palčni disk z krivuljo, ki jo želite izslediti, in v sredini luknja za premično gred s premerom 5/16 . Zavedajte se, da bolj ko se črte na zasnovi križajo, globlje bo laser zarezal v vaš material! Če poskušate prerezati zapleteno zasnovo, lahko naključno prerežete številčnico.

Oblikovanje, ki sem ga uporabil, vključno z obrobo in oblikovanjem, je datoteka first.svg.

3. korak: Izrežite številčnico

Zdaj vzamete datoteko in jo naložite v laserski rezalnik. Obliko in dva kroga boste želeli imeti v ločenih nastavitvah. Za oblikovanje je bila ena od tehnik, ki sem jih uporabil za sledenje, premakniti mizo nekoliko iz fokusa z laserskega rezalnika. Na ta način se črta debeleje razreže na površino.

Ta del je res zabaven. Na številčnici lahko vidite lasersko sled vašega dizajna, kar je precej lepo opazovati, ko se to zgodi.

4. korak: Dokončajte svojo uro

Če ste uporabljali les, les, ki se tanko zvija, zato bi bilo dobro, če bi ga vsaj tesnili. Ena od stvari, ki sem jih naredil, je bila, da sem obliko pobarvala v belo barvo, nato pa barvo pobrusila z obraza. To je oblikovanju dalo lep naglas proti lesu, vendar morate biti pri brušenju previdni, saj je lep leseni laminat precej tanek in ga je enostavno brušiti.

Prav tako sem odšel in vzel vzorec temnega madeža iz Home Depota za obrobo ure. Nato sem na obrobo položil nekaj lepila za les in ga pritrdil s 4 3/8 vijaki. Dodatni vijaki so držali obrobo pritrjeno pod obremenitvijo zaradi upogibanja. Nato sem vse skupaj zapečatil v sijajni zunanji tesnilni masi. Nato sledite navodila na paketu za premik ure za namestitev premikanja in opazovanje, kako začne nova ura teči!

Bil sem zelo zadovoljen z rezultatom in všeč so mu bili tudi ljudje, ki sem mu jih dal. Upam, da se vam je zdela ta poučna zabava in zanimiva, in mi prosim sporočite, kakšne kul ure izdelujete!