DIY Lazer Kesim Saati: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Güzel, lazer kesimli saatlerin nasıl yapılacağına dair öğreticime hoş geldiniz! Bu proje için ilhamı geçen yaz bazı düğünlere gitmem gerektiği gerçeğinden aldım ve evlenen insanlar için kişiselleştirilmiş hediyeler yapmak istedim. Ayrıca, bu eğitimin ilk bölümünde ele alacağım, öğrendiğim bazı matematiksel ilkeleri uygulamanın iyi bir yolu olacağını düşündüm. Bunu ne kadar iyi anlatabileceğimden emin değilim, ama her iki durumda da istediğiniz kadar tasarım yapabilmeniz için bazı Python kodları vereceğim. Ek olarak, proje dosyalarına SVG olarak dahil edilecek bir sürü tasarımım var.

Bu proje için ihtiyacınız olacak:

• saat kadranı için kontrplak veya akrilik
• vektör grafik düzenleme yazılımı
• lazer kesiciye erişim
• 1/4" şaftlı bir saat hareketi

İsteğe bağlı malzemeler şunları içerir:

• Beyaz boya
• 120 & 220 kum zımpara kağıdı
• koyu leke
• ahşap tutkalı
• 4 X 3/8" vida
• ahşap dolgu macunu

Başlayalım!

Adım 1: Matematik…

Bunun bu projenin en ilginç kısımlarından biri olduğunu düşündüm, ancak bu bölümü atladığınız için size kızmayacağım. Umarım neler olup bittiğini açıklamakta iyi bir iş çıkarırım, ancak lütfen Frank Farris'in Simetri Yaratmak: Duvar Kağıdı Desenlerinin Sanatsal Matematiği kitabına bakın. Bu simetrilerin nasıl olduğunu açıklamakta gerçekten harika bir iş çıkarıyor. Daha kısa ama daha "dalgalı" bir görünüm için bu Quanta Magazine bulmacasına ve çözümüne göz atın. Aslında Quanta Magazine sorununa bir çözüm üreteceğim ve aşağıda yayınladığım kodda kullanıma hazır hale getireceğim.

Simetriyi nasıl elde ettiğimizi anlamak için önce herhangi bir C tamsayısı için e^(i * 2 pi * C) = 1 olduğunu bilmeliyiz. Bu Euler'in kimliğinden geliyor, burada bahsetmeyeceğim ama çok önemli ve herkes bunun en büyük olduğunu düşünüyor, o yüzden kontrol et. Yukarıdaki gerçeği, Quanta probleminin çözümünde biraz bahsedilen Quanta probleminden (resme bakın) "A" eğrisini türetmek için kullandım. Türetmede "k", eğrimizde olmasını istediğimiz simetrik bileşenlerin sayısıdır. Hem "m" hem de "n" gibi, simetrik bir eğriye sahip olmak için "k" bir tam sayı olmalıdır. Aşağıdaki kodda problemden eğri üretebilmek için mod = 5 ile C1 = 1 ve C2 = -3 olduğunu görüyoruz. Mod değişkeni "modulus" anlamına gelir ve "k" ile aynı sayıda olmalıdır. (Not: Kodu çalıştırmak için numpy, matplotlib ve sympy kitaplıkları kurulmalıdır.)

numpy'yi np olarak içe aktar

matplotlib.pyplot'u sympy'den plt olarak içe aktar import exp, I, re, im, symbol, lambdify t = symbol('t') fig = plt.figure(figsize=(6, 6)) # mod = 12 için kalan olabilir sadece [1, 5, 7, 11] kalan = 1 mod = 5 l = kalan m = 1*mod + kalan n = -3*mod + kalan katsayılar = np.array([1, 1/2, I/ 3]) exps = np.array([exp(l*I*t), exp(I*m*t), exp(I*n*t)]) f = (katslar*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 = [np.linspace(0, 2*np.pi, 5000) içinde t için y(t)] 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))

Ama neden bunca zahmete katlandım? Bence oldukça havalı ama ben de 12 katlı simetriye sahip saatler yapmayı öğrenmek istedim. Bu şekilde, yüze çirkin sayılar koymaya gerek kalmaz ve insanlar saatin kaç olduğunu kolayca görebilirler. Harika olan şu ki, 12 kat simetriye sahip eğriler yapmak için tek yapmamız gereken yukarıdaki kodda modu 12 olarak değiştirmek! Bundan sonra, n ve m için mod katsayılarından bazılarını ve katsayı vektöründeki sayıları değiştirmeyi deneyin ve ne tür bir eğri oluşturduğunu görün. Unutulmaması gereken bir şey, kalanını değiştirirseniz 2, 3, 4 veya 6 katlı simetriye sahip eğriler elde edebilirsiniz. Çok garip, ama tamsayıların önemli olduğu gerçeğinden geliyor! Bir örneğe bakalım:

k = 12 ve m = 1 * k + 2 = 14 ise, o zaman (m - 2) / k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, kalan = 1

İki bölü on iki olduğu için, modülümüz 6 ve kalan 1 varmış gibi aynı cevabı aldığımızı görüyoruz! Aslında, k = 12 ve kalan = 2 ile, programın tek yaptığı k = 6 eğrisini kalan = 1 olacak şekilde, biri diğerinin üzerine iki kez çizmektir! Bu nedenle, 12 simetrik bileşen için kalan sadece 12'yi bölmeyen, yani [1, 5, 7, 11]'den 12'ye kadar olan bir sayı olabilir, ayrıca 12'den sonraki herhangi bir asal sayı olabilir. Oldukça havalı!

Umarım burada bahsettiğim şey herkesin konuya olan ilgisini çekmiştir. Yine, Frank Farris'in yukarıdaki kitabı mükemmel bir kaynak ve umarım insanlar benim python senaryomla güzel eğriler yaparken eğlenirler. Şimdi, elinizdeki göreve geri dönün!

Adım 2: Lazer Kesime Hazırlık

Saatleri yapmak için kestiğimiz şekillerin hazırlanması aslında hiç de zor değil. Kişisel olarak beğendiğim bir sürü eğri ekledim, o yüzden bunları kullanmaktan çekinmeyin. Malzeme, lazer kesicinin altına güvenli bir şekilde yerleştirilebilecek herhangi bir şey olabilir, ancak güzel huş ağacı laminat yüzlü 1/4" kontrplak seçtim. Saatin kadranını en sevdiğiniz vektörde izlenen 10" diskten yaptım grafik programı. Daha sonra güzel bir arama yapmak için disk içindeki eğriyi kolayca yeniden ölçeklendirebilirsiniz. Ayrıca, saatim için bir sınıra dönüştürülebilecek başka bir eğri aldım, bunu şiddetle tavsiye ediyorum çünkü gerçekten çok şey kattı. Kesmeden önce bilmeniz gereken bir şey, ne tür bir saat hareketi kullanacağınızdır. Amazon'un ucuza bir demeti var ve şu anda dışarı çıkıp bir tane satın almayı tercih ederseniz, Michael'da da var. Çoğu için 5/16" olduğunu düşündüğüm mil çapını bilmek isteyeceksiniz.

Bitmiş kadran, içinde izlemek istediğiniz eğriye sahip 10" bir disk ve 5/16" çapında hareket mili için merkezde bir delik olmalıdır. Tasarımdaki çizgiler ne kadar fazla kesişirse lazerin malzemenizi o kadar derin keseceğini unutmayın! Karmaşık bir tasarımı kesmeye çalışırsanız, yanlışlıkla kadranınızı kesebilirsiniz.

Kenarlık ve tasarımı içeren kullandığım tasarım first.svg dosyası.

Adım 3: Kadranınızı Kesin

Şimdi dosyanızı alın ve lazer kesicinize yükleyin. Tasarımın ve iki dairenin ayrı ayarlarda olmasını isteyeceksiniz. Tasarım için, izini sürmek için kullandığım tekniklerden biri, masayı lazer kesiciden biraz odak dışına çıkarmaktı. Bu şekilde, çizgi yüzeye daha kalın kesilir.

Bu kısım gerçekten eğlenceli. Kadran üzerinde tasarımınızın lazer izini görüyorsunuz, bu da olduğu gibi izlemek oldukça hoş.

Adım 4: Saatinizi Bitirin

Ahşap kullandıysanız, ince bir şekilde bükülen ahşap, bu nedenle minimumda mühürlemek iyi bir fikir olacaktır. Yaptığım şeylerden biri, tasarımın üzerini beyaza boyamak ve ardından yüzün boyasını zımparalamaktı. Bu, tasarıma ahşaba karşı hoş bir vurgu verdi, ancak güzel ahşap laminat oldukça ince olduğundan ve zımparalanması kolay olduğundan zımparalarken dikkatli olmalısınız.

Ayrıca saat kadranının kenarı için Home Depot'tan bir koyu leke örneği aldım ve aldım. Daha sonra bordüre biraz ahşap yapıştırıcısı koydum ve 4 3/8 vidayla tutturdum. Ekstra vidalar, kenarlığı eğrilme stresi altında tutmak içindi. Daha sonra her şeyi parlak bir dış mekan dolgu macunuyla kapattım. Ardından, takip edin Hareketi kurmak ve yeni saatinizin çalışmaya başlamasını izlemek için saat hareketi paketindeki talimatlar!

Sonuçtan oldukça memnun kaldım ve verdiğim insanlar da onu sevdi. Umarım bu öğretilebilir eğlenceli ve ilginç bulmuşsunuzdur ve lütfen ne kadar harika saatler yaptığınızı bana bildirin!