DIY laserem řezané hodiny: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Vítejte v mém tutoriálu, jak vyrábět krásné hodiny řezané laserem! Inspiraci pro tento projekt jsem získal tím, že jsem musel minulé léto jet na nějaké svatby a chtěl jsem udělat nějaké osobní dárky pro lidi, kteří se vzali. Také jsem si myslel, že by to byl dobrý způsob, jak aplikovat některé matematické principy, které jsem se učil, kterým se budu věnovat v první části tohoto tutoriálu. Nejsem si jistý, jak dobře to mohu pokrýt, ale v každém případě poskytnu nějaký kód Pythonu, abyste mohli vytvořit tolik návrhů, kolik chcete. Kromě toho mám spoustu návrhů, které jsem vytvořil a které budou zahrnuty do souborů projektu jako SVG.

Pro tento projekt budete potřebovat:

• překližka nebo akryl pro ciferník hodin
• software pro úpravu vektorové grafiky
• přístup k laserové řezačce
• hodinový pohyb s hřídelí 1/4"

Mezi volitelné materiály patří:

• bílá barva
• Brusný papír zrnitosti 120 a 220
• tmavá skvrna
• lepidlo na drevo
• 4 x 3/8 "šrouby
• tmel na dřevo

Začněme!

Krok 1: Matematika…

Myslel jsem, že to byla jedna z nejzajímavějších částí tohoto projektu, ale nebudu vám to bránit za to, že jste tuto část přeskočili. Naštěstí odvedu dobrou práci při popisu toho, co se děje, ale podívejte se do knihy Vytváření symetrie: Umělecká matematika vzorů tapet od Franka Farrise. Odvádí opravdu skvělou práci při popisu toho, jak k těmto symetriím dochází. Chcete-li získat kratší, ale „vlnitější“vzhled, podívejte se na tuto hádanku časopisu Quanta a je to řešení. Vlastně vytvořím řešení problému s časopisem Quanta a připravím ho na kód, který zveřejním níže.

Abychom pochopili, jak získáme symetrii, musíme nejprve vědět, že e^(i * 2 pi * C) = 1 pro jakékoli celé číslo C. To pochází z Eulerovy identity, o které zde nebudu mluvit, ale je velmi důležitá a každý si myslí, že je největší, tak se na něj podívejte. Výše uvedenou skutečnost jsem použil k odvození křivky „A“z problému Quanta (viz obrázek), o kterém se v řešení problému Quanta trochu mluví. V derivaci „k“je počet symetrických složek, které chceme v naší křivce. Stejně jako „m“a „n“, i „k“musí být celé číslo, aby měla symetrickou křivku. V níže uvedeném kódu vidíme, že C1 = 1 a C2 = -3 s mod = 5 za účelem vytvoření křivky z problému. Proměnná mod znamená „modul“a měla by být stejná jako „k“. (Poznámka: ke spuštění kódu musí být nainstalovány knihovny numpy, matplotlib a sympy.)

import numpy jako np

importovat matplotlib.pyplot jako plt ze sympy import exp, I, re, im, symboly, lambdify t = symboly ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Pro mod = 12, zbytek může být pouze [1, 5, 7, 11] zbytek = 1 mod = 5 l = zbytek m = 1*mod + zbytek n = -3*mod + zbytek koeficientů = 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) pro t v np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) for t in 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))

Ale proč jsem si prošel všemi těmi potížemi? Myslím, že je to docela cool, ale také jsem se to všechno chtěl naučit, abych vytvořil hodiny s 12násobnou symetrií. Tímto způsobem není třeba dávat na tvář nějaká ošklivá čísla a lidé stále snadno vidí, kolik je hodin. Je skvělé, že vše, co musíme udělat pro vytváření křivek s 12násobnou symetrií, je změnit mod na 12 v kódu výše! Poté zkuste změnit některé z koeficientů mod pro n a m a čísla ve vektoru koeficientů a podívejte se, jaký druh křivky vytváří. Jedna věc na vědomí, pokud změníte zbytek, můžete získat křivky s 2, 3, 4 nebo 6násobnou symetrií. Je to velmi zvláštní, ale vychází to ze skutečnosti, že na celých číslech záleží! Podívejme se na příklad:

Pokud k = 12, a m = 1 * k + 2 = 14, pak (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, zbytek = 1

Vidíme, že protože dva dělí dvanáct, dostaneme stejnou odpověď, jako kdybychom měli modul 6 a zbytek 1! Ve skutečnosti, s k = 12 a zbytkem = 2, program pouze vystopuje křivku pro k = 6 se zbytkem = 1 dvakrát, jeden na druhém! Proto u 12 symetrických složek může být zbytek pouze číslo, které nerozděluje 12, což je [1, 5, 7, 11] až 12, ale také jakékoli jiné prvočíslo po 12. Docela cool!

Doufám, že to, o čem jsem zde hovořil, vzbudilo zájem všech o toto téma. Kniha Franka Farrise výše je opět vynikajícím zdrojem a doufám, že se lidé pobaví při vytváření pěkných křivek pomocí mého pythonového skriptu. Nyní zpět k aktuálnímu úkolu!

Krok 2: Příprava na řezání laserem

Tvary, které vysekáváme, abychom vyrobili hodiny, není ve skutečnosti obtížné připravit. Zahrnul jsem spoustu křivek, které se mi osobně líbí, takže je můžete použít. Materiálem může být cokoli, co lze bezpečně vložit pod laserovou řezačku, ale já jsem vybral překližku 1/4 "s pěkným laminátovým obličejem z březového dřeva. Ciferník hodin jsem vyrobil z 10" disku, který byl vysledován ve vašem oblíbeném vektoru grafický program. Potom můžete křivku na disku snadno změnit měřítko, abyste získali pěkný číselník. Vzal jsem také další křivku, kterou bylo možné vystřihnout do ohraničení pro mé hodiny, což velmi doporučuji, protože to opravdu hodně přidalo. Jedna věc, kterou budete před řezáním potřebovat vědět, je, jaký typ hodinového pohybu použijete. Amazon má spoustu levných a Michael's je má také, pokud dáváte přednost tomu, abyste si je koupili právě teď. Budete chtít znát průměr hřídele, který je podle mě pro většinu 5/16 ".

Hotový ciferník by měl být 10 "disk s křivkou, kterou chcete vysledovat, a ve středu otvor pro pohybovou hřídel o průměru 5/16". Uvědomte si, že čím více se čáry na návrhu navzájem kříží, tím hlouběji laser řezá do vašeho materiálu! Pokud se pokusíte oříznout složitý design, může dojít k nechtěnému proříznutí číselníku.

Design, který jsem použil a který obsahuje ohraničení a design, je soubor first.svg.

Krok 3: Vyřízněte volič

Nyní vezměte soubor a načtěte jej do laserové řezačky. Budete chtít mít design a dva kruhy na samostatném nastavení. Pokud jde o design, jednou z technik, které jsem použil k jeho vysledování, bylo přesunout stůl trochu rozostřený z laserové řezačky. Tímto způsobem je linka nařezána silněji do povrchu.

Tato část je opravdu zábavná. Na číselníku uvidíte laserové vysledování vašeho designu, což je docela úhledné sledovat, jak se to děje.

Krok 4: Dokončete hodiny

Pokud jste použili dřevo, dřevo, které se snadno ztenčuje, bylo by dobré jej minimálně utěsnit. Jednou z věcí, které jsem udělal, bylo, že jsem namaloval design bílou barvou a poté zbrousil barvu z obličeje. To dalo designu pěkný přízvuk proti dřevu, ale při broušení musíte být opatrní, protože pěkný dřevěný laminát je docela tenký a snadno se brousí.

Také jsem šel a dostal vzorek tmavé skvrny od Home Depot na okraj ciferníku. Poté jsem na okraj nanesl lepidlo na dřevo a připevnil ho šrouby 4 3/8 . Šrouby navíc měly udržet okraj připevněný pod tlakem deformace. Celou věc jsem poté zalepil lesklým venkovním tmelem. Dále následujte pokyny v balíčku pohybu hodin k instalaci pohybu a sledování, jak vaše nové hodiny začínají tikat!

S výsledkem jsem byl docela spokojený a milovali ho i lidé, kterým jsem ho dal. Doufám, že vás tento návod naučil zábavné a zajímavé, a dejte mi prosím vědět, jaké skvělé hodiny vyrábíte!