DIY lézerrel vágott óra: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Üdvözöljük a bemutatómban arról, hogyan készíthetek szép, lézerrel vágott órákat! A projekt inspirációját abból a tényből kaptam, hogy a múlt nyáron el kellett mennem néhány esküvőre, és személyre szabott ajándékokat akartam készíteni a házasságkötőknek. Azt is gondoltam, hogy jó módszer lenne néhány matematikai elv alkalmazására, amelyeket tanultam, és amelyekkel az oktatóanyag első részében foglalkozom. Nem tudom, mennyire tudom lefedni ezt, de akárhogy is, megadok néhány Python -kódot, hogy annyi mintát készíthessen, amennyit csak akar. Ezen kívül van egy csomó tervem, amelyeket létrehoztam, és amelyek SVG -ként szerepelnek a projektfájlokban.

Ehhez a projekthez szüksége lesz:

• rétegelt lemez vagy akril az óratárcsához
• vektorgrafikus szerkesztő szoftver
• hozzáférés a lézervágóhoz
• óramutató 1/4 "-os tengely

Az opcionális anyagok a következők:

• fehér festék
• 120 és 220 csiszolópapír
• sötét folt
• fa ragasztó
• 4 x 3/8 "-os csavar
• fa tömítőanyag

Lássunk neki!

Lépés: A matek…

Azt hittem, hogy ez a projekt egyik legérdekesebb része, de nem tartom ellened, hogy kihagyod ezt a részt. Remélhetőleg jól csinálom a történtek leírását, de kérjük, olvassa el Frank Farris Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns című könyvét. Nagyon jó munkát ír le annak leírására, hogyan történnek ezek a szimmetriák. A rövidebb, de "kézzel hullámosabb" megjelenésért nézze meg ezt a Quanta Magazine rejtvényt és a megoldást. Valójában megoldást fogok találni a Quanta Magazine problémájára, és készen állok arra, hogy bemutassam az alábbi kódot.

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan kapjuk meg a szimmetriát, először tudnunk kell, hogy e^(i * 2 pi * C) = 1 bármely C egész számra. Ez Euler személyazonosságából származik, amiről itt nem fogok beszélni, de rendkívül fontos és mindenki azt hiszi, hogy ez a legnagyobb, ezért nézze meg. A fenti tényt felhasználva származtattam az "A" görbét a Quanta -feladatból (lásd a képen), amelyről a Quanta -probléma megoldása egy kicsit beszél. A levezetésben a "k" a szimmetrikus komponensek száma, amelyet a görbénkben szeretnénk. Az "m" és az "n" -hez hasonlóan a "k" -nek egész számnak kell lennie ahhoz, hogy szimmetrikus görbéje legyen. Az alábbi kódban azt látjuk, hogy C1 = 1 és C2 = -3 mod = 5 -vel annak érdekében, hogy a görbét a problémából előállítsuk. A mod változó a "modulust" jelenti, és ugyanannak kell lennie, mint a "k". (Megjegyzés: a kód futtatásához telepíteni kell a numpy, a matplotlib és a sympy könyvtárat.)

importálja a numpy -t np -ként

importálja a matplotlib.pyplot -t plt -ként a sympy import exp -ből, I, re, im, szimbólumok, lambdify t = szimbólumok ('t') ábra = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Mod = 12 esetén a maradék csak [1, 5, 7, 11] maradék = 1 mod = 5 l = maradék m = 1*mod + maradék n = -3*mod + maradék együttható = 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). Összeg () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) for t in 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))

De miért éltem át ezt a sok bajt? Nos, szerintem nagyon klassz, de mindezt meg is akartam tanulni, hogy 12-szeres szimmetriájú órákat készítsek. Így nincs szükség csúnya számokat az arcra, és az emberek továbbra is könnyen láthatják, hány óra van. Az a nagyszerű, hogy a 12-szeres szimmetriájú görbék elkészítéséhez mindössze annyit kell tennünk, hogy módosítjuk a modot 12-re a fenti kódban! Ezután próbálja meg megváltoztatni a mod együttesének néhány n és m értékét, valamint a coeffs vektor számát, és nézze meg, milyen görbét hoz létre. Egy dolgot meg kell jegyezni, ha megváltoztatja a maradékot, akkor 2, 3, 4 vagy 6-szoros szimmetriájú görbéket kaphat. Szuper furcsa, de abból fakad, hogy egész számok számítanak! Nézzünk egy példát:

Ha k = 12 és m = 1 * k + 2 = 14, akkor (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, maradék = 1

Látjuk, hogy mivel két osztja a tizenkettőt, ugyanazt a választ kapjuk, mintha a modulusunk 6 lenne, a maradék pedig 1! Valójában, ha k = 12 és a maradék = 2, a program csak annyit tesz, hogy k = 6 görbéjét követi, a maradék = 1 kétszer, egyik a másikra! Ezért a 12 szimmetrikus komponens esetében a maradék csak olyan szám lehet, amely nem osztja a 12 -t, azaz [1, 5, 7, 11] 12 -ig, de bármely más prímszám is elmúlt 12. Elég klassz!

Remélem, hogy amiről itt beszéltem, felkeltette mindenki érdeklődését a téma iránt. Ismétlem, Frank Farris fenti könyve kiváló forrás, és remélem, hogy az emberek jól szórakoznak a görbék készítésén a python szkriptemmel. Most térjünk vissza a feladathoz!

2. lépés: Előkészítés a lézervágáshoz

A formákat, amelyeket kivágunk az órák elkészítéséhez, valójában nem nehéz előkészíteni. Egy csomó görbét tettem bele, amelyek személy szerint tetszenek, ezért bátran használja őket. Az anyag bármi lehet, amit biztonságosan lézervágó alá lehet helyezni, de én egy 1/4 "rétegelt lemezt választottam, szép nyírfa laminált felülettel. Az óra számlapját egy 10 cm -es korongból készítettem, amely a kedvenc vektorában található grafikus program. Ezután a lemezen lévő görbét elég könnyen átméretezheti, hogy szép számlapot kapjon. Vettem egy másik görbét is, amelyet szegélyre lehetett vágni az órámhoz, amit nagyon ajánlok, mert valóban sokat adott hozzá. Egy dolgot tudnia kell a vágás előtt, hogy milyen típusú óramozgást fog használni. Az Amazonban van egy csomó olcsó, és a Michael's is rendelkezik velük, ha inkább most kimegy és vásárol egyet. Tudni szeretné a tengely átmérőjét, ami szerintem a legtöbb esetben 5/16 ".

A kész tárcsának 10 hüvelykes korongnak kell lennie, a görbével, amelyet belül szeretne nyomon követni, és egy lyukkal a közepén a mozgástengely számára, amelynek átmérője 5/16 . Ne feledje, hogy minél jobban keresztezik egymást a rajzon lévő vonalak, annál mélyebbre vágja a lézer az anyagát! Ha bonyolult kialakítást próbál vágni, akkor véletlenül átvághatja a tárcsát.

Az általam használt terv, amely tartalmazza a szegélyt és a formatervezést, az első.svg fájl.

3. lépés: Vágja le a tárcsát

Most vegye a fájlt, és töltse be a lézervágóba. Azt szeretné, hogy a design és a két kör külön beállításokon legyen. A tervezésnél az egyik módszer, amellyel nyomon követtem, az volt, hogy az asztalt kissé elmozdítottam a lézervágóról. Így a vonalat vastagabban vágják a felületbe.

Ez a rész igazán szórakoztató. Látni fogja a lézer nyomát a tervezésen a tárcsán, ami nagyon ügyes nézni, ahogy történik.

4. lépés: Fejezze be az órát

Ha fát használt, akkor a vékony fa könnyen deformálódik, ezért érdemes legalább lezárni. Az egyik dolog, amit tettem, fehérre festettem a mintát, majd lecsiszoltam a festéket az arcról. Ez szép akcentust adott a kialakításnak a fával szemben, azonban óvatosnak kell lennie csiszoláskor, mivel a szép fa laminátum elég vékony és könnyen csiszolható.

Én is elmentem, és vettem egy mintát egy sötét foltból a Home Depotból az óralap határához. Ezután néhány faragasztót tettem a szegélyre, és 4 3/8 -os csavarokkal rögzítettem. Az extra csavaroknak az volt a célja, hogy a szegély rögzítve legyen a deformálódás hatására. Ezután lezártam az egészet egy fényes kültéri tömítőanyagban. az óramozgató csomag utasításait a mozdulat telepítéséhez és az új óra ketyegésének figyeléséhez!

Nagyon elégedett voltam az eredménnyel, és azok is, akiknek adtam, szerették. Remélem, hogy szórakoztatónak és érdekesnek találta ezt a tanulságos tanulságot, és kérem, tudassa velem, milyen klassz órákat készít!