Uradi sam sat sa laserskim rezanjem: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Dobrodošli u moj vodič o tome kako napraviti lijepe, laserski izrezane satove! Inspiraciju za ovaj projekat dobila sam iz činjenice da sam prošlog ljeta morala ići na vjenčanja i htjela sam napraviti neke personalizirane poklone za ljude koji se vjenčaju. Također sam mislio da bi to bio dobar način da primijenim neke matematičke principe koje sam učio, a koje ću obraditi u prvom dijelu ovog vodiča. Nisam siguran koliko dobro to mogu pokriti, ali u svakom slučaju ću vam pružiti neki Python kod tako da možete napraviti onoliko dizajna koliko želite. Osim toga, stvorio sam gomilu dizajna koji će biti uključeni u datoteke projekta kao SVG -ovi.

Za ovaj projekat trebat će vam:

• šperploča ili akril za brojčanik sata
• softver za uređivanje vektorske grafike
• pristup laserskom rezaču
• pomicanje sata sa 1/4 "osovinom

Izborni materijali uključuju:

• bijela boja
• Brusni papir granulacije 120 i 220
• tamna mrlja
• ljepilo za drvo
• 4 vijka 3/8"
• zaptivač za drvo

Hajde da počnemo!

Korak 1: Matematika…

Mislio sam da je ovo jedan od najzanimljivijih dijelova ovog projekta, međutim neću vam zamjeriti što ste preskočili ovaj odjeljak. Nadam se da sam dobro opisao šta se događa, ali pogledajte knjigu Stvaranje simetrije: Vješta matematika uzoraka tapeta Franka Farisa. On zaista sjajno opisuje kako se ove simetrije događaju. Za kraći, ali "ručno valovitiji" izgled, pogledajte ovu zagonetku Quanta Magazine i njeno rješenje. Zapravo ću izraditi rješenje problema Quanta Magazine -a i pripremiti ga za unos u kod koji dolje objavljujem.

Da bismo razumjeli kako dobijamo simetriju, prvo moramo znati da je e^(i * 2 pi * C) = 1 za bilo koji cijeli broj C. Ovo dolazi iz Eulerova identiteta, o kojem ovdje neću govoriti, ali je izuzetno važan i svi misle da je najveći, pa provjerite. Koristio sam gornju činjenicu da izvedem "A" krivulju iz Quanta problema (vidi sliku), o čemu se malo govori u rješenju Quanta problema. U izvođenju, "k" je broj simetričnih komponenti koje želimo u našoj krivulji. Kao i "m" i "n", "k" mora biti cijeli broj da bi imao simetričnu krivulju. U donjem kodu vidimo da je C1 = 1 i C2 = -3 sa mod = 5 kako bi se iz problema proizvela krivulja. Varijabla mod označava "modul" i trebao bi biti isti broj kao "k". (Napomena: za pokretanje koda moraju se instalirati biblioteke numpy, matplotlib i sympy.)

uvoz numpy kao np

uvoz matplotlib.pyplot kao plt iz sympy uvoz exp, I, re, im, simboli, lambdify t = simboli ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Za mod = 12, ostatak može biti samo [1, 5, 7, 11] ostatak = 1 mod = 5 l = ostatak m = 1*mod + ostatak n = -3*mod + koeficijent ostatka = 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 u np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) za t u 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))

Ali zašto sam prošao kroz sve ove nevolje? Pa, mislim da je to super, ali sam isto htio naučiti sve ovo da napravim satove sa 12-strukom simetrijom. Na taj način nema potrebe stavljati ružne brojeve na lice, a ljudi i dalje mogu lako vidjeti koliko je sati. Ono što je sjajno je da sve što trebamo učiniti kako bismo napravili krivulje sa 12-strukom simetrijom je promijeniti način na 12 u gore navedenom kodu! Nakon toga pokušajte promijeniti neke od koeficijenata mod za n i m i brojeve u vektoru koeficijenata i vidjeti kakvu krivulju čini. Treba napomenuti da ako promijenite ostatak, možda ćete dobiti krivulje s 2, 3, 4 ili 6-strukom simetrijom. To je super čudno, ali dolazi iz činjenice da su cijeli brojevi važni! Pogledajmo primjer:

Ako je k = 12 i m = 1 * k + 2 = 14, tada (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, ostatak = 1

Vidimo da zato što dva dijeli dvanaest, dobijamo isti odgovor kao da imamo modul 6, a ostatak 1! Zapravo, sa k = 12 i ostatkom = 2, sve što program radi je da iscrta krivu za k = 6 sa ostatkom = 1 dva puta, jedan preko drugog! Stoga, za 12 simetričnih komponenti, ostatak može biti samo broj koji ne dijeli 12, koji su [1, 5, 7, 11] do 12, ali i bilo koji drugi prosti broj nakon 12. Prilično cool!

Nadam se da je ovo o čemu sam ovde izazvao interesovanje svih za ovu temu. Opet, gornja knjiga Franka Farisa je odličan izvor i nadam se da će se ljudi zabaviti praveći neke lijepe obline s mojim python skriptom. Sada se vratimo na zadatak koji je pred vama!

Korak 2: Priprema za lasersko rezanje

Oblike koje izrezujemo za izradu satova zapravo nije teško pripremiti. Uključio sam hrpu krivulja koje se meni lično sviđaju, pa ih slobodno koristite. Materijal može biti bilo što što se može sigurno staviti pod laserski rezač, ali ja sam odabrao šperploču od 1/4 "s lijepim laminatom od brezovog drveta. Napravio sam brojčanik sata sa diska od 10" koji je naveden u vašem omiljenom vektoru grafički program. Zatim možete vrlo lako promijeniti krivulju unutar diska kako biste lijepo okrenuli brojčanik. Uzeo sam i drugu krivulju koja je mogla biti izrezana u okvir za moj sat, što toplo preporučujem jer je zaista mnogo dodalo. Jedna stvar koju morate znati prije rezanja je vrsta kretanja sata koju ćete koristiti. Amazon ima gomilu jeftinih proizvoda, a i Michael's ih ima ako više volite izaći van i kupiti ih odmah. Morat ćete znati promjer osovine, za koji mislim da je 5/16 ".

Završeni brojčanik trebao bi biti disk od 10 inča s krivuljom unutar koje želite ocrtati i rupom u sredini za osovinu za kretanje promjera 5/16 . Budite svjesni da što se više linija na dizajnu ukršta, laser će dublje urezati vaš materijal! Ako pokušate izrezati komplicirani dizajn, možda ćete na kraju slučajno presjeći brojčanik.

Dizajn koji sam koristio, a koji uključuje obrub i dizajn, je datoteka first.svg.

Korak 3: Prekinite brojčanik

Sada uzmite datoteku i umetnite je u laserski rezač. Želite da dizajn i dva kruga budu na zasebnim postavkama. Za dizajn, jedna od tehnika koju sam koristio za pronalaženje je bila pomaknuti stol malo izvan fokusa s laserskog rezača. Na taj način linija se deblje urezuje u površinu.

Ovaj dio je zaista zabavan. Vidjet ćete kako laser pronalazi vaš dizajn na brojčaniku, što je prilično uredno gledati dok se to događa.

Korak 4: Završite svoj sat

Ako ste koristili drvo, drvo koje se lako tanko iskrivljuje pa bi bilo dobro zapečatiti ga na minimum. Jedna od stvari koje sam uradio je da sam prefarbao dizajn u bijelu boju, a zatim sam brusio boju sa lica. To je dizajnu dalo lijep naglasak na drvetu, međutim morate biti oprezni pri brušenju jer je lijepi laminat od drva prilično tanak i lako se brusi.

Otišao sam i uzeo uzorak tamne mrlje od Home Depota za obrub sata. Zatim sam na obrub stavio malo ljepila za drvo i pričvrstio ga s 4 vijka od 3/8 . Dodatni vijci trebali su držati rub pričvršćenim pod naponom savijanja. Zatim sam cijelu stvar zapečatio sjajnim vanjskim brtvilom. Zatim slijedite upute na paketu sa satom kako biste instalirali mehanizam i gledali kako vaš novi sat počinje otkucavati!

Bio sam prilično zadovoljan rezultatom, a i ljudima kojima sam ga poklonio su se svidjeli. Nadam se da vam je ovaj poučan program bio zabavan i zanimljiv, i molim vas da mi kažete koje sjajne satove radite!