DIY laserskåret ur: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Velkommen til min tutorial om hvordan man laver dejlige, laserskårne ure! Jeg fik inspirationen til dette projekt fra, at jeg var nødt til at gå til nogle bryllupper i sidste sommer, og jeg ville lave nogle personlige gaver til de mennesker, der skulle giftes. Jeg tænkte også, at det ville være en god måde at anvende nogle matematiske principper, jeg lærte, som jeg vil dække i den første del af denne vejledning. Jeg er ikke sikker på, hvor godt jeg kan dække det, men i begge tilfælde vil jeg give nogle Python -kode, så du kan lave så mange designs, som du vil. Derudover har jeg en masse designs, som jeg har oprettet, der vil blive inkluderet i projektfilerne som SVG'er.

Til dette projekt skal du bruge:

• krydsfiner eller akryl til urskiven
• software til redigering af vektorgrafik
• adgang til en laserskærer
• en urbevægelse med 1/4 "aksel

Valgfrie materialer omfatter:

• hvid maling
• 120 og 220 sandpapir af sand
• mørk plet
• trælim
• 4 x 3/8 "skruer
• træforsegling

Lad os komme igang!

Trin 1: Matematikken …

Jeg troede, at dette var en af de mest interessante dele af dette projekt, men jeg vil ikke holde det imod dig for at springe dette afsnit over. Forhåbentlig gør jeg et godt stykke arbejde med at beskrive, hvad der foregår, men se venligst bogen Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns af Frank Farris. Han gør et virkelig godt stykke arbejde med at beskrive, hvordan disse symmetrier sker. For et kortere, men mere "håndbølget" look, tjek dette Quanta Magazine-puslespil, og det er løsningen. Jeg vil faktisk producere en løsning på Quanta Magazine -problemet og have det klar til at gå i koden, jeg sender nedenfor.

For at forstå, hvordan vi får symmetri, skal vi først vide, at e^(i * 2 pi * C) = 1 for et helt tal C. Dette kommer fra Eulers identitet, som jeg ikke vil tale om her, men det er super vigtigt og alle synes, det er det største, så tjek det ud. Jeg brugte ovenstående fakta til at udlede "A" -kurven fra Quanta -problemet (se billede), som der tales lidt om i Quanta -problemets løsning. I afledningen er "k" antallet af symmetriske komponenter, vi ønsker i vores kurve. Ligesom både "m" og "n" skal "k" være et heltal for at have en symmetrisk kurve. I nedenstående kode ser vi, at C1 = 1 og C2 = -3 med mod = 5 for at producere kurven fra problemet. Mod -variablen står for "modul" og skal være det samme tal som "k". (Bemærk: For at køre kode skal numpy-, matplotlib- og sympy -bibliotekerne installeres.)

import 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 kun være [1, 5, 7, 11] rest = 1 mod = 5 l = rest m = 1*mod + rest n = -3*mod + rest 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 gik jeg igennem alle disse problemer? Jeg synes, det er ret fedt, men jeg ville også lære alt dette at lave ure med 12-folds symmetri. På den måde er det ikke nødvendigt at lægge nogle grimme tal på ansigtet, og folk kan stadig se, hvad klokken er let. Det store er, at alt, hvad vi skal gøre for at lave kurver med 12-folds symmetri, er at ændre mod til 12 i koden ovenfor! Prøv derefter at ændre nogle af koefficienterne for mod for n og m og tallene i koeffsvektoren og se, hvilken form for kurve den laver. En ting at bemærke, hvis du ændrer resten, kan du få kurver med 2, 3, 4 eller 6-folds symmetri. Det er super mærkeligt, men det kommer af, at heltal betyder noget! Lad os se på et eksempel:

Hvis k = 12 og m = 1 * k + 2 = 14, derefter (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 dividerer tolv, får vi det samme svar, som om vi havde et modul på 6 og resten på 1! Faktisk med k = 12 og rest = 2, alt hvad programmet gør er at spore kurven for k = 6 med resten = 1 to gange, den ene oven på den anden! Derfor kan resten for 12 symmetriske komponenter kun være et tal, der ikke deler 12, som er [1, 5, 7, 11] op til 12, men også ethvert andet primtal efter 12. Ret køligt!

Jeg håber, at det, jeg har talt om her, har vakt alles interesse for emnet. Igen er Frank Farris 'bog ovenfor en glimrende ressource, og jeg håber, at folk har det sjovt med at lave nogle fine kurver med mit python -script. Nu tilbage til opgaven!

Trin 2: Forberedelse til laserskæring

De former, vi skærer ud for at lave ure, er faktisk ikke svære at forberede. Jeg har inkluderet en masse kurver, som jeg personligt kan lide, så brug dem gerne. Materialet kan være alt, hvad der sikkert kan lægges under en laserskærer, men jeg valgte en 1/4 "krydsfiner med et flot birketræs laminatflade. Jeg lavede urets urskive fra en 10" disk, der blev sporet i din yndlingsvektor grafisk program. Du kan derefter omskalere kurven inden for disken ret let for at lave en flot urskive. Jeg tog også en anden kurve, der kunne skæres ud i en kant til mit ur, hvilket jeg stærkt foreslår, fordi det virkelig tilføjede meget. En ting du skal vide om, før du skærer, er hvilken type urbevægelse du vil bruge. Amazon har en masse billige, og Michael's har dem også, hvis du foretrækker at gå ud og købe en lige nu. Du vil gerne vide akseldiameteren, som jeg tror er 5/16 "for de fleste.

Den færdige skive skal være en 10 "disk med den kurve, du vil spore ud indeni, og et hul i midten til bevægelsesakslen, der er 5/16" i diameter. Vær opmærksom på, at jo flere linjer på designet krydser hinanden, jo dybere vil laseren skære i dit materiale! Hvis du prøver at skære et kompliceret design, kan du bare ved et uheld skære igennem din urskive.

Det design, jeg brugte, der inkluderer grænsen og designet, er den første.svg -fil.

Trin 3: Skær din urskive

Nu tager du din fil og indlæser den i din laserskærer. Du vil have designet og de to cirkler på separate indstillinger. Til designet var en af de teknikker, jeg brugte til at spore det, at flytte bordet lidt ude af fokus fra laserskæreren. På den måde skæres linjen tykkere ind i overfladen.

Denne del er virkelig sjov. Du får se laseren spore dit design på urskiven, hvilket er ret pænt at se, når det sker.

Trin 4: Afslut dit ur

Hvis du brugte træ, træer det tynde let let, så det ville være en god idé at forsegle det mindst. En af de ting, jeg gjorde, var, at jeg malede over designet i hvidt og derefter slibede malingen af ansigtet. Dette gav designet en flot accent mod træet, men du skal være forsigtig, når du sliber, da det flotte trælaminat er temmelig tyndt, og det er let at slibe igennem.

Jeg gik også og fik en prøve af en mørk plet fra Home Depot til grænsen af urskiven. Jeg lagde derefter lidt trælim på kanten og fastgjorde den med 4 3/8 skruer. De ekstra skruer skulle holde rammen fastgjort under belastningen af forvrængning. Jeg forseglede derefter det hele i et blankt udendørs fugemasse. Følg derefter instruktionerne på pakken med urbevægelse for at installere uret og se dit nye ur begynde at tikke!

Jeg var ret glad for resultatet, og de mennesker, jeg gav det til, elskede det også. Jeg håber, at du har fundet dette lærerigt sjovt og interessant, og lad mig vide, hvilke seje ure du laver!