DIY laserlõikekell: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Tere tulemast minu õpetusse, kuidas valmistada ilusaid, laserlõigatud kellasid! Selle projekti jaoks sain inspiratsiooni sellest, et pidin eelmisel suvel mõnele pulmale minema ja tahtsin abiellujatele teha isikupäraseid kingitusi. Samuti arvasin, et see oleks hea viis rakendada mõningaid õpitavaid matemaatilisi põhimõtteid, mida käsitlen selle õpetuse esimeses osas. Ma pole kindel, kui hästi ma seda suudan katta, kuid igal juhul annan ma mõne Pythoni koodi, et saaksite teha nii palju kujundusi kui soovite. Lisaks on mul hunnik enda loodud disainilahendusi, mis kaasatakse projektifailidesse SVG -na.

Selle projekti jaoks vajate:

• vineer või akrüül kella valimiseks
• vektorgraafika redigeerimise tarkvara
• juurdepääs laserlõikurile
• kella liikumine 1/4 "võlliga

Valikuliste materjalide hulka kuuluvad:

• valge värv
• 120 ja 220 liivapaber
• tume plekk
• puiduliim
• 4 x 3/8 "kruvi
• puidu hermeetik

Alustame!

Samm: matemaatika…

Ma arvasin, et see oli selle projekti üks huvitavamaid osi, kuid ma ei hoia seda teie vastu selle jaotise vahelejätmise eest. Loodetavasti teen toimuva kirjeldamisel head tööd, kuid palun vaadake Frank Farrise raamatut „Sümmeetria loomine: tapeedimustrite kunstlik matemaatika“. Ta kirjeldab suurepäraselt, kuidas need sümmeetriad toimuvad. Lühema, kuid "käega lainelisema" välimuse saamiseks vaadake seda ajakirja Quanta puslet ja selle lahendust. Teen tegelikult lahenduse ajakirja Quanta probleemile ja lasen selle valmis sisestada allpool postitatud koodi.

Selleks, et mõista, kuidas me saame sümmeetria, peame kõigepealt teadma, et e^(i * 2 pi * C) = 1 iga täisarvu C puhul. See tuleneb Euleri identiteedist, millest ma siin ei räägi, kuid see on ülitähtis ja kõik arvavad, et see on suurim, nii et vaadake seda. Kasutasin ülaltoodud fakti, et tuletada "A" kõver Quanta probleemist (vt pilti), millest Quanta probleemi lahenduses natuke räägitakse. Tuletuses on "k" sümmeetriliste komponentide arv, mida me oma kõveras soovime. Nagu mõlemad „m” ja „n”, peab ka k olema sümmeetrilise kõvera saamiseks täisarv. Allolevas koodis näeme, et C1 = 1 ja C2 = -3 koos mod = 5, et saada probleemist kõver. Muutuja mod tähistab moodulit ja peaks olema sama number kui k. (Märkus: koodi käivitamiseks peavad olema installitud teegid numpy, matplotlib ja sympy.)

import numpy np -na

import matplotlib.pyplot kui plt alates sympy import exp, I, re, im, sümboleid, lambdify t = sümbolid ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Mod = 12 puhul saab ülejäänud ainult [1, 5, 7, 11] jääk = 1 mod = 5 l = jääk m = 1*mod + jääk n = -3*mod + ülejäänud koefitsiendid = np.massiiv ([1, 1/2, I/ 3]) exps = np.array ([exp (l*I*t), exp (I*m*t), exp (I*n*t)]) f = (coeffs*exps. T). Summa () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) t jaoks np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) t jaoks 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))

Aga miks ma kogu selle häda läbi elasin? Minu meelest on see päris lahe, aga tahtsin ka seda kõike õppida, et teha 12-kordse sümmeetriaga kellasid. Nii ei ole vaja mingit koledat numbrit näole panna ja inimesed näevad endiselt hõlpsalt, mis kell on. Suurepärane on see, et 12-kordse sümmeetriaga kõverate tegemiseks peame tegema ainult ülaltoodud koodi muutmise 12-ks! Pärast seda proovige muuta mõningaid modi koefitsiente n ja m jaoks ning koefitsientide vektori numbreid ja vaadake, millist kõverat see teeb. Üks asi, mida tuleb tähele panna, kui muudate jääke, võite saada 2, 3, 4 või 6-kordse sümmeetriaga kõverad. See on ülimalt veider, aga see tuleb sellest, et täisarvud on olulised! Vaatame näidet:

Kui k = 12 ja m = 1 * k + 2 = 14, siis (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, ülejäänud = 1

Näeme, et kuna kaks jagab kaksteist, saame sama vastuse, nagu oleks meil moodul 6 ja ülejäänud 1! Tegelikult, kui k = 12 ja jääk = 2, teeb programm ainult kõvera k = 6 ja jääk = 1 kaks korda, üksteise peal! Seetõttu võib 12 sümmeetrilise komponendi puhul jääk olla ainult arv, mis ei jaga 12, mis on [1, 5, 7, 11] kuni 12, aga ka mis tahes muu algarv, mis on üle 12. Päris lahe!

Loodan, et see, millest olen siin rääkinud, on äratanud kõigi huvi selle teema vastu. Jällegi, Frank Farrise ülaltoodud raamat on suurepärane ressurss ja ma loodan, et inimestel on lõbus minu pythoni skriptiga mõningaid kurve teha. Nüüd tagasi käsil oleva ülesande juurde!

2. samm: Laserlõikuse ettevalmistamine

Kujundeid, mida me kellade tegemiseks välja lõikame, pole tegelikult keeruline ette valmistada. Olen lisanud hulga kõveraid, mis mulle isiklikult meeldivad, nii et kasutage neid julgelt. Materjaliks võib olla kõik, mida saab ohutult laserlõikuri alla panna, kuid valisin 1/4 -tollise vineeri, millel oli kena kasepuust laminaatpind. Tegin kella numbrilaua 10 -tollise ketta järgi, mis on teie lemmikvektorist välja otsitud graafika programm. Seejärel saate ketta kõverat üsna hõlpsalt skaleerida, et teha kena dial. Võtsin ka teise kõvera, mille suutsin oma kella jaoks ääriseks lõigata, mida soovitan väga, sest see andis tõesti palju juurde. Üks asi, mida peate enne lõikamist teadma, on see, millist tüüpi kella liikumist kasutate. Amazonil on palju odavat ja Michaelil on neid ka, kui eelistate kohe välja minna ja seda osta. Sa tahad teada võlli läbimõõtu, mis minu arvates on enamiku jaoks 5/16.

Valmis ketas peaks olema 10 -tolline ketas kõveraga, mida soovite jälgida, ja liikumisvõlli keskel auk, mille läbimõõt on 5/16 tolli. Pidage meeles, et mida rohkem joonisel olevad jooned ristuvad, seda sügavamale lõikab laser teie materjali! Kui proovite lõigata keerulist kujundust, võite kogemata oma ketast läbi lõigata.

Minu kasutatud kujundus, mis sisaldab äärist ja kujundust, on fail first.svg.

3. samm: lõigake oma helin

Nüüd võtate oma faili ja laadite selle oma laserlõikurisse. Soovite, et kujundus ja kaks ringi oleksid eraldi seadetes. Kujunduse puhul oli üks selle jälitamise tehnikaid laua laserlõikurist veidi fookusest välja viimine. Nii lõigatakse joon pinnale paksemaks.

See osa on tõesti lõbus. Näete laserplaadil oma kujundust valikul, mida on päris kena vaadata, kui see juhtub.

Samm: lõpetage kell

Kui kasutasite puitu, muutub õhuke puit kergesti väändeks, nii et oleks hea mõte see vähemalt tihendada. Üks asi, mida ma tegin, oli see, et ma värvisin disaini valgeks ja lihvisin värvi näolt maha. See andis disainile kena aktsendi puidu vastu, kuid lihvimisel peate olema ettevaatlik, kuna kena puitlaminaat on üsna õhuke ja seda on lihtne lihvida.

Läksin ka ja sain Home Depotist kella näo piiri jaoks proovi tumedast peitsist. Seejärel panin piirile puiduliimi ja kinnitasin selle 4 3/8 kruvidega. Lisakruvid pidasid piiri väändumispinge all kinni hoidma. Seejärel sulgesin kogu asja läikivas välitihendis. Järgmisena kella liikumise paketil olevad juhised liikumise paigaldamiseks ja uue kella tiksumise jälgimiseks!

Olin tulemusega päris rahul ja ka inimesed, kellele selle andsin, armastasid seda. Loodan, et teile tundus see õpetlik lõbus ja huvitav ning palun andke mulle teada, milliseid lahedaid kellasid teete!