Relógio de corte a laser faça você mesmo: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Bem-vindo ao meu tutorial sobre como fazer lindos relógios com corte a laser! Tirei inspiração para este projeto no fato de que tive que ir a alguns casamentos no verão passado e queria fazer alguns presentes personalizados para as pessoas que vão se casar. Também achei que seria uma boa maneira de aplicar alguns princípios matemáticos que estava aprendendo, que abordarei na primeira parte deste tutorial. Não tenho certeza de como posso cobrir isso, mas de qualquer forma irei fornecer algum código Python para que você possa fazer quantos designs quiser. Além disso, tenho vários designs que criei que serão incluídos nos arquivos do projeto como SVGs.

Para este projeto, você precisará de:

• compensado ou acrílico para o mostrador do relógio
• software de edição de gráficos vetoriais
• acesso a um cortador a laser
• um movimento de relógio com eixo de 1/4"

Os materiais opcionais incluem:

• pintura branca
• Lixa 120 e 220
• mancha escura
• Cola de madeira
• 4 parafusos de 3/8"
• selante de madeira

Vamos começar!

Etapa 1: a matemática …

Achei que essa era uma das partes mais interessantes deste projeto, mas não vou culpá-lo por pular esta seção. Espero fazer um bom trabalho ao descrever o que está acontecendo, mas consulte o livro Criando Simetria: A Matemática Artística dos Padrões de Papel de Parede, de Frank Farris. Ele faz um ótimo trabalho ao descrever como essas simetrias acontecem. Para um visual mais curto, mas mais "ondulado", verifique este quebra-cabeça da Quanta Magazine e sua solução. Na verdade, irei produzir uma solução para o problema da Quanta Magazine e tê-la pronta para usar no código que postar abaixo.

Para entender como obtemos simetria, primeiro temos que saber que e ^ (i * 2 pi * C) = 1 para qualquer inteiro C. Isso vem da identidade de Euler, da qual não vou falar aqui, mas é superimportante e todo mundo acha que é o melhor, então dê uma olhada. Usei o fato acima para derivar a curva "A" do problema do Quanta (ver foto), que é um pouco falado na solução do problema do Quanta. Na derivação, "k" é o número de componentes simétricos que queremos em nossa curva. Como "m" e "n", "k" deve ser um número inteiro para ter uma curva simétrica. No código abaixo, vemos que C1 = 1 e C2 = -3 com mod = 5 para produzir a curva do problema. A variável mod significa "módulo" e deve ser o mesmo número que "k". (Observação: para executar o código, as bibliotecas numpy, matplotlib e sympy devem ser instaladas.)

importar numpy como np

import matplotlib.pyplot como plt de sympy import exp, I, re, im, symbols, lambdify t = symbols ('t') fig = plt.figure (figsize = (6, 6)) # Para mod = 12, o resto pode apenas seja [1, 5, 7, 11] resto = 1 mod = 5 l = resto m = 1 * mod + resto n = -3 * mod + coeficientes de resto = np.array ([1, 1/2, I / 3]) exps = np.array ([exp (l * I * t), exp (I * m * t), exp (I * n * t)]) f = (coeficientes * exps. T).sum () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) para t em np.linspace (0, 2 * np.pi, 5000)] yarray = [y (t) para t em 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))

Mas por que passei por todos esses problemas? Bem, eu acho muito legal, mas eu também queria aprender tudo isso para fazer relógios com simetria 12 vezes. Dessa forma, não há necessidade de colocar alguns números feios no rosto e as pessoas ainda podem ver que horas são facilmente. O que é ótimo é que tudo o que precisamos fazer para fazer curvas com simetria 12 vezes é alterar o mod para 12 no código acima! Depois disso, tente alterar alguns dos coeficientes de mod para n e m e os números no vetor de coeficientes e ver que tipo de curva ele faz. Uma coisa a ser observada: se você alterar o restante, poderá obter curvas com simetria de 2, 3, 4 ou 6 vezes. É super esquisito, mas vem do fato de que inteiros importam! Vamos dar uma olhada em um exemplo:

Se k = 12 e m = 1 * k + 2 = 14, então (m - 2) / k = m / k - 2 / k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, resto = 1

Vemos que, porque dois divide doze, obtemos a mesma resposta como se tivéssemos um módulo de 6 e o restante de 1! Na verdade, com k = 12 e resto = 2, tudo o que o programa faz é traçar a curva de k = 6 com resto = 1 duas vezes, um em cima do outro! Portanto, para 12 componentes simétricos, o resto só pode ser um número que não divide 12, que são [1, 5, 7, 11] até 12, mas também qualquer outro número primo após 12. Muito legal!

Espero que o que falei aqui tenha despertado o interesse de todos pelo assunto. Novamente, o livro de Frank Farris acima é um excelente recurso e espero que as pessoas se divirtam fazendo algumas curvas agradáveis com meu script python. Agora, de volta à tarefa em mãos!

Etapa 2: Preparação para corte a laser

As formas que estamos cortando para fazer os relógios não são realmente difíceis de preparar. Incluí várias curvas de que gosto pessoalmente, por isso, sinta-se à vontade para usá-las. O material pode ser qualquer coisa que possa ser colocada sob um cortador a laser com segurança, mas eu escolhi um compensado de 1/4 "com uma bela face laminada de madeira de bétula. Fiz o mostrador do relógio a partir de um disco de 10" traçado em seu vetor favorito programa gráfico. Você pode então redimensionar a curva dentro do disco facilmente para fazer um bom mostrador. Eu também peguei outra curva que podia ser cortada em uma borda para o meu relógio, o que eu sugiro porque realmente adicionou muito. Uma coisa que você precisa saber antes de cortar é o tipo de movimento do relógio que usará. A Amazon tem um monte barato, e o Michael's também tem, se você preferir sair e comprar um agora. Você vai querer saber o diâmetro do eixo, que eu acho que é 5/16 "para a maioria.

O mostrador finalizado deve ser um disco de 10 "com a curva que você deseja traçar e um orifício no centro para o eixo de movimento que tem 5/16" de diâmetro. Esteja ciente de que quanto mais as linhas no desenho se cruzarem, mais profundo o laser irá cortar em seu material! Se você tentar cortar um design complicado, pode acabar cortando acidentalmente o disco.

O design que usei que inclui a borda e o design é o arquivo first.svg.

Etapa 3: Corte o botão

Agora você pega seu arquivo e carrega em seu cortador a laser. Você vai querer ter o desenho e os dois círculos em configurações separadas. Para o design, uma das técnicas que usei para rastreá-lo foi mover a mesa um pouco fora de foco do cortador a laser. Dessa forma, a linha é cortada mais espessa na superfície.

Essa parte é muito divertida. Você pode ver o laser traçar seu desenho no mostrador, o que é muito legal de assistir enquanto isso acontece.

Etapa 4: Conclua o seu relógio

Se você usou madeira, uma madeira que afina facilmente se deforma, então seria uma boa ideia selá-la no mínimo. Uma das coisas que fiz foi pintar o desenho de branco e, em seguida, lixar a pintura do rosto. Isso deu ao design um belo destaque contra a madeira, no entanto, você deve ter cuidado ao lixar, pois o laminado de madeira é muito fino e fácil de lixar.

Também fui e peguei uma amostra de uma mancha escura na Home Depot para a borda do mostrador do relógio. Em seguida, coloquei um pouco de cola de madeira na borda e fixei-a com 4 parafusos 3/8 . Os parafusos extras eram para manter a borda presa sob o estresse de empenamento. Em seguida, selei tudo com um selante externo brilhante. A seguir, siga as instruções no pacote de movimento do relógio para instalar o movimento e ver o seu novo relógio começar a funcionar!

Fiquei muito feliz com o resultado, e as pessoas a quem dei também adoraram. Espero que você tenha achado este instrutível divertido e interessante e, por favor, deixe-me saber que relógios legais você faz!