Rellotge tallat per làser de bricolatge: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Benvingut al meu tutorial sobre com fer rellotges preciosos tallats amb làser. Vaig inspirar-me en aquest projecte pel fet d’haver d’anar a alguns casaments l’estiu passat i volia fer regals personalitzats per a les persones que es casessin. També vaig pensar que seria una bona manera d’aplicar alguns principis matemàtics que aprenia, que tractaré a la primera part d’aquest tutorial. No estic segur de com ho puc cobrir, però, de qualsevol manera, proporcionaré algun codi Python perquè pugueu fer tants dissenys com vulgueu. A més, tinc un munt de dissenys que he creat que s’inclouran als fitxers del projecte com a SVG.

Per a aquest projecte, necessitareu:

• contraxapat o acrílic per al rellotge
• programari d'edició de gràfics vectorials
• accés a un tallador làser
• un moviment de rellotge amb eix de 1/4"

Els materials opcionals inclouen:

• pintura blanca
• Paper de sorra granulat de 120 i 220
• taca fosca
• cola de fusta
• 4 cargols de 3/8"
• segellador de fusta

Comencem!

Pas 1: les matemàtiques …

Vaig pensar que aquesta era una de les parts més interessants d’aquest projecte, però no ho defensaré per saltar-vos aquesta secció. Espero que faci una feina correcta a l’hora de descriure el que està passant, però consulteu el llibre Creating Symmetry: The Artful Mathematics of Wallpaper Patterns de Frank Farris. Fa una gran feina descrivint com succeeixen aquestes simetries. Per obtenir un aspecte més curt però més "ondulat a mà", fes un cop d'ull a aquest trencaclosques de la revista Quanta i la seva solució. Realment produiré una solució al problema de la revista Quanta i la tindré a punt per entrar al codi que publico a continuació.

Per entendre com obtenim la simetria, primer hem de saber que e ^ (i * 2 pi * C) = 1 per a qualsevol enter C. Això prové de la identitat d'Euler, de la qual no parlaré aquí, però és molt important i tothom creu que és el més gran, així que comproveu-ho. He utilitzat el fet anterior per derivar la corba "A" del problema Quanta (vegeu la imatge), del qual es parla una mica a la solució del problema Quanta. A la derivació, "k" és el nombre de components simètrics que volem a la nostra corba. Igual que "m" i "n", "k" ha de ser un enter per tenir una corba simètrica. Al codi següent, veiem que C1 = 1 i C2 = -3 amb mod = 5 per tal de produir la corba a partir del problema. La variable mod significa "mòdul" i hauria de ser el mateix nombre que "k". (Nota: per executar el codi, cal instal·lar les biblioteques numpy, matplotlib i sympy.)

importa numpy com a np

import matplotlib.pyplot as plt from sympy import exp, I, re, im, símbols, lambdify t = símbols ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Per a mod = 12, la resta pot only be [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 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))

Però, per què he passat tots aquests problemes? Bé, crec que és bastant genial, però també volia aprendre tot això per fer rellotges amb una simetria de 12 vegades. D’aquesta manera, no cal posar nombres lletjos a la cara i la gent encara pot veure quina hora és fàcilment. El que és fantàstic és que tot el que hem de fer per fer corbes amb simetria de 12 vegades és canviar de modificació a 12 al codi anterior. Després d'això, proveu de canviar alguns dels coeficients de mod per n i m i els números del vector coeffs i veureu quin tipus de corba fa. Una cosa a tenir en compte, si canvieu la resta, és possible que obtingueu corbes amb simetria de 2, 3, 4 o 6 vegades. És súper estrany, però prové del fet que els enters són importants. Vegem un exemple:

Si k = 12, i m = 1 * k + 2 = 14, llavors (m - 2) / k = m / k - 2 / k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, resta = 1

Veiem que, com que dos divideix dotze, obtenim la mateixa resposta que si tinguéssim un mòdul de 6 i la resta d’1. De fet, amb k = 12 i restant = 2, tot el que fa el programa és traçar la corba de k = 6 amb resta = 1 dues vegades, una sobre l'altra. Per tant, per a 12 components simètrics la resta només pot ser un nombre que no divideixi 12, que són [1, 5, 7, 11] fins a 12, però també qualsevol altre nombre primer passat 12. Molt bé!

Espero que el que he parlat aquí hagi despertat l'interès de tothom pel tema. Una vegada més, el llibre de Frank Farris és un recurs excel·lent i espero que la gent es diverteixi fent bones corbes amb el meu guió de pitó. Ara, torneu a la tasca que ens ocupa.

Pas 2: preparació per al tall per làser

Les formes que tallem per fer els rellotges en realitat no són difícils de preparar. He inclòs un munt de corbes que m'agraden personalment, així que no dubteu a utilitzar-les. El material pot ser qualsevol cosa que es pugui posar sota un tallador làser de forma segura, però vaig triar una fusta contraxapada de 1/4 "amb una bonica cara de laminat de fusta de bedoll. Vaig fer el dial del rellotge a partir d'un disc de 10" traçat al vostre vector favorit. programa gràfic. A continuació, podeu tornar a escalar la corba dins del disc amb força facilitat per fer un bon dial. També vaig agafar una altra corba que es va poder retallar en una vora per al meu rellotge, cosa que us recomano perquè realment va afegir molt. Una cosa que haurà de saber abans de tallar és quin tipus de moviment de rellotge utilitzarà. Amazon té una quantitat econòmica, i Michael's també en té si preferiu sortir a comprar-ne un ara mateix. Voldreu saber el diàmetre de l’eix, que crec que és de 5/16 "per a la majoria.

El dial acabat hauria de ser un disc de 10 "amb la corba que vulgueu traçar i un forat al centre de l'eix de moviment de 5/16" de diàmetre. Tingueu en compte que, com més línies del disseny es creuen, més profund serà el tall del làser al vostre material. Si intenteu retallar un disseny complicat, és possible que acabeu tallant accidentalment el vostre dial.

El disseny que he utilitzat que inclou la vora i el disseny és el fitxer first.svg.

Pas 3: talleu el dial

Ara agafeu el fitxer i el carregueu al tallador làser. Voleu tenir el disseny i els dos cercles en paràmetres diferents. Per al disseny, una de les tècniques que vaig utilitzar per traçar-la va ser moure la taula una mica desenfocada del tallador làser. D’aquesta manera, la línia es talla més gruixuda a la superfície.

Aquesta part és molt divertida. Veureu com el làser traça el vostre disseny a l’esfera, que és bastant ordenat de veure com passa.

Pas 4: finalitzeu el rellotge

Si utilitzeu fusta, una fusta que es prima es deforma fàcilment, de manera que seria una bona idea segellar-la com a mínim. Una de les coses que vaig fer va ser pintar sobre el disseny en blanc i després vaig lijar la pintura de la cara. Això va donar al disseny un bon accent contra la fusta, però cal anar amb compte a l’hora de polir, ja que el bon laminat de fusta és bastant prim i és fàcil de polir.

També vaig anar a buscar una mostra d’una taca fosca de Home Depot per a la vora del rellotge. A continuació, vaig posar una mica de cola de fusta a la vora i la vaig fixar amb 4 cargols de 3/8 . Els cargols addicionals havien de mantenir la vora subjecta sota la tensió de deformar-se. Després vaig segellar el conjunt amb un segellador exterior brillant. A continuació, seguiu les instruccions del paquet de moviment del rellotge per instal·lar el moviment i veure com el vostre nou rellotge comença a funcionar.

Vaig estar força content del resultat, i a la gent que li vaig donar també els va encantar. Espero que us hagi semblat divertit i interessant, i si us plau, feu-me saber quins rellotges fabulosos feu.