Направи си сам лазерно изрязан часовник: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Добре дошли в моя урок за това как да направите прекрасни, лазерно изрязани часовници! Получих вдъхновение за този проект от факта, че трябваше да ходя на сватби миналото лято и исках да направя някои персонализирани подаръци за хората, които се женят. Мислех също, че това ще бъде добър начин да приложа някои математически принципи, които изучавах, които ще разгледам в първата част на този урок. Не съм сигурен колко добре мога да покрия това, но така или иначе ще предоставя някакъв код на Python, така че да можете да правите колкото искате дизайни. Освен това имам куп проекти, които съм създал, които ще бъдат включени във файловете на проекта като SVG.

За този проект ще ви трябва:

• шперплат или акрил за часовника
• софтуер за редактиране на векторни графики
• достъп до лазерен нож
• часовник с 1/4 "вал

Незадължителните материали включват:

• бяла боя
• Пясъчна хартия 120 и 220
• тъмно петно
• лепило за дърво
• 4 X 3/8 "винта
• уплътнител за дърво

Да започваме!

Стъпка 1: Математиката …

Мислех, че това е една от най -интересните части на този проект, но няма да ви възразя, че сте пропуснали този раздел. Надявам се да се справя добре с описанието на случващото се, но моля, вижте книгата „Създаване на симетрия: Изкуствената математика на тапети“от Франк Фарис. Той върши наистина страхотна работа, като описва как се случват тези симетрии. За по-кратък, но по-„вълнообразен“поглед погледнете този пъзел Quanta Magazine и неговото решение. Всъщност ще направя решение на проблема Quanta Magazine и ще го приготвя в кода, който публикувам по -долу.

За да разберем как получаваме симетрия, първо трябва да знаем, че e^(i * 2 pi * C) = 1 за всяко цяло число C. Това идва от идентичността на Ойлер, за която няма да говоря тук, но е супер важна и всички смятат, че това е най -великото, затова проверете. Използвах горния факт, за да извлека кривата "А" от проблема с квантите (виж снимката), за която се говори малко в решението на проблема с квантите. В извода „k“е броят на симетричните компоненти, които искаме в нашата крива. Подобно на "m" и "n", "k" трябва да бъде цяло число, за да има симетрична крива. В кода по -долу виждаме, че C1 = 1 и C2 = -3 с mod = 5, за да се получи кривата от проблема. Променливата mod означава "модул" и трябва да бъде същият номер като "k". (Забележка: за да стартирате код, библиотеките numpy, matplotlib и sympy трябва да бъдат инсталирани.)

внос numpy като np

импортирайте matplotlib.pyplot като plt от sympy импортирайте exp, I, re, im, символи, lambdify t = символи ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # За mod = 12, остатъкът може да бъде само [1, 5, 7, 11] остатък = 1 mod = 5 l = остатък m = 1*mod + остатък n = -3*mod + коефициент на остатък = np.array ([1, 1/2, I/ 3]) exps = np.array ([exp (l*I*t), exp (I*m*t), exp (I*n*t)]) f = (коефициенти*exps. T).sum () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) за t в np.linspace (0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y (t) за t в 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))

Но защо минах през цялата тази беда? Е, мисля, че е доста готино, но също така исках да науча всичко това, за да направя часовници с 12-кратна симетрия. По този начин няма нужда да поставяте грозни цифри върху лицето и хората все още могат лесно да видят колко е часът. Страхотното е, че всичко, което трябва да направим, за да направим криви с 12-кратна симетрия, е да променим мода на 12 в кода по-горе! След това опитайте да промените някои от коефициентите на mod за n и m и числата във вектора на коефициентите и вижте каква крива прави. Едно нещо, което трябва да се отбележи, ако промените остатъка, може да получите криви с 2, 3, 4 или 6-кратна симетрия. Това е супер странно, но идва от факта, че целите числа имат значение! Нека да разгледаме един пример:

Ако k = 12 и m = 1 * k + 2 = 14, тогава (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, остатък = 1

Виждаме, че тъй като две дели дванадесет, получаваме същия отговор, сякаш имаме модул 6 и остатък от 1! Всъщност, с k = 12 и остатък = 2, всичко, което програмата прави, е да проследи кривата за k = 6 с остатък = 1 два пъти, един върху друг! Следователно за 12 симетрични компонента остатъкът може да бъде само число, което не дели 12, които са [1, 5, 7, 11] до 12, но също така и всяко друго просто число след 12. Доста готино!

Надявам се, че това, за което говорих тук, предизвика интереса на всички към темата. Отново книгата на Франк Фарис по -горе е отличен ресурс и се надявам хората да се забавляват да правят някои хубави криви с моя скрипт на python. Сега, обратно към задачата!

Стъпка 2: Подготовка за лазерно рязане

Формите, които изрязваме, за да направим часовниците, всъщност не са трудни за подготовка. Включих куп криви, които лично на мен ми харесват, така че не се колебайте да ги използвате. Материалът може да бъде всичко, което може да се постави безопасно под лазерен нож, но аз избрах 1/4 "шперплат с хубава ламинатна повърхност от брезова дървесина. Направих циферблата на часовника от 10" диск, изчертан във вашия любим вектор графична програма. След това можете да мащабирате кривата в рамките на диска доста лесно, за да направите хубаво набиране. Взех и друга крива, която можеше да бъде изрязана в рамка за моя часовник, което силно препоръчвам, защото наистина добави много. Едно нещо, за което трябва да знаете, преди да режете, е какъв тип движение на часовника ще използвате. Amazon има куп евтини, а Майкъл има и тях, ако предпочитате да излезете и да си купите точно сега. Вие ще искате да знаете диаметъра на вала, който според мен е 5/16 "за повечето.

Готовият циферблат трябва да бъде 10 -инчов диск с кривата, която искате да проследите, и отвор в центъра за вала за движение с диаметър 5/16 . Имайте предвид, че колкото повече линиите на дизайна се пресичат, толкова по -дълбоко лазерът ще прореже вашия материал! Ако се опитате да изрежете сложен дизайн, може просто да попаднете случайно през циферблата.

Дизайнът, който използвах, който включва рамката и дизайна, е файлът first.svg.

Стъпка 3: Изрежете циферблата

Сега вземате файла си и го зареждате в лазерния си нож. Ще искате дизайна и двата кръга да са на отделни настройки. За дизайна една от техниките, които използвах, за да го проследя, беше да преместя масата малко извън фокуса от лазерния нож. По този начин линията се изрязва по -дебело в повърхността.

Тази част е наистина забавна. Ще видите как лазерът проследява вашия дизайн на циферблата, което е доста удобно да се наблюдава, докато се случва.

Стъпка 4: Завършете часовника си

Ако сте използвали дърво, дърво, което тънко се изкривява лесно, така че би било добра идея да го запечатате минимум. Едно от нещата, които направих, беше, че боядисах дизайна в бяло и след това шлайфах боята от лицето. Това даде на дизайна хубав акцент срещу дървото, но трябва да бъдете внимателни при шлайфането, тъй като хубавият дървен ламинат е доста тънък и лесно се шлайфа.

Отидох и взех проба от тъмно петно от Home Depot за границата на циферблата. След това сложих малко лепило за дърво върху бордюра и го прикрепих с 4 3/8 винта. Допълнителните винтове трябваше да държат границата прикрепена под напрежението на изкривяване. След това запечатах всичко в лъскав външен уплътнител. След това следвайте инструкциите на пакета за движение на часовника, за да инсталирате движението и да гледате как новият ви часовник започва да тиктака!

Бях доста доволен от резултата и хората, на които го дадох, също го харесаха. Надявам се, че сте намерили този поучителен забавен и интересен и моля да ме уведомите какви страхотни часовници правите!