ساعت برش لیزری DIY: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

به آموزش من در مورد ساخت ساعتهای زیبا و برش لیزری خوش آمدید! من از این پروژه الهام گرفتم که تابستان گذشته مجبور بودم به برخی از عروسی ها بروم و می خواستم برای افرادی که ازدواج می کنند هدایای شخصی تهیه کنم. من همچنین فکر کردم راه خوبی برای به کارگیری برخی از اصول ریاضی است که در حال یادگیری بودم ، که در قسمت اول این آموزش به آنها خواهم پرداخت. من مطمئن نیستم که چقدر می توانم آن را پوشش دهم ، اما در هر صورت من تعدادی کد پایتون را ارائه می دهم تا بتوانید هر تعداد که دوست دارید طرح ایجاد کنید. علاوه بر این ، من تعدادی طرح دارم که ایجاد کرده ام و به عنوان SVG در فایل های پروژه گنجانده می شوند.

برای این پروژه ، شما نیاز دارید:

• تخته سه لا یا اکریلیک برای شماره گیری ساعت
• نرم افزار ویرایش گرافیک برداری
• دسترسی به دستگاه برش لیزری
• حرکت ساعت با شفت 1/4 اینچ

مواد اختیاری شامل موارد زیر است:

• نقاشی سفید
• کاغذ شن و ماسه 120 و 220
• لکه تیره
• چسب چوب
• 4 پیچ 3 * 8 اینچ
• سیلانت چوب

بیایید شروع کنیم!

مرحله 1: ریاضی…

من فکر می کردم این یکی از جالب ترین بخش های این پروژه است ، اما به دلیل رد شدن از این بخش ، آن را با شما مخالفت نمی کنم. امیدوارم در توصیف آنچه در حال انجام است ، کار خوبی انجام دهم ، اما لطفاً به کتاب ایجاد تقارن: ریاضیات ماهرانه الگوهای کاغذ دیواری نوشته فرانک فریس مراجعه کنید. او در توصیف نحوه وقوع این تقارن ها واقعاً کار بزرگی انجام می دهد. برای ظاهر کوتاه تر اما "موج دار" ، این پازل مجله Quanta را ببینید و راه حل آن است. من در واقع یک راه حل برای مشکل مجله Quanta تهیه می کنم و آن را آماده می کنم تا در کد زیر پست کنم.

برای درک نحوه دریافت تقارن ، ابتدا باید بدانیم که e^(i * 2 pi * C) = 1 برای هر عدد صحیح C. این از هویت اولر ناشی می شود ، که من در اینجا در مورد آن صحبت نمی کنم اما بسیار مهم است و همه فکر می کنند این بزرگترین است ، بنابراین آن را بررسی کنید. من از واقعیت فوق برای استخراج منحنی "A" از مسئله کوانتا استفاده کردم (تصویر را ببینید) ، که در راه حل مسئله کوانتا کمی در مورد آن صحبت شده است. در مشتق ، "k" تعداد اجزای متقارن است که ما در منحنی خود می خواهیم. مانند "m" و "n" ، "k" باید یک عدد صحیح باشد تا منحنی متقارن داشته باشد. در کد زیر می بینیم که C1 = 1 و C2 = -3 با mod = 5 به منظور تولید منحنی از مسئله. متغیر mod مخفف "modulus" است و باید همان عدد "k" باشد. (توجه: برای اجرای کد ، کتابخانه های numpy ، matplotlib و sympy باید نصب شوند.)

وارد کردن numpy به عنوان np

import matplotlib.pyplot به عنوان plt از sympy import exp، I، re، im، نمادها ، lambdify t = نمادها ('t') fig = plt.figure (figsize = (6، 6)) # برای mod = 12 ، بقیه می تواند فقط [1 ، 5 ، 7 ، 11] باقی مانده = 1 mod = 5 l = باقیمانده m = 1*mod + باقی مانده n = -3*mod + باقیمانده koffs = np.array ([1 ، 1/2 ، I/ 3]) exps = np.array ([exp (l*I*t) ، exp (I*m*t) ، exp (I*n*t)]) f = (koefs*exps. T). جمع () 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))

اما چرا من این همه مشکل را پشت سر گذاشتم؟ خوب ، من فکر می کنم خیلی خوب است ، اما من همچنین می خواستم همه اینها را یاد بگیرم تا ساعتها با تقارن 12 برابر بسازیم. به این ترتیب ، نیازی به قرار دادن اعداد زشت بر روی صورت نیست و مردم هنوز می توانند به راحتی ساعت چند ساعت را ببینند. چیزی که عالی است این است که تنها کاری که باید برای ایجاد منحنی هایی با تقارن 12 برابر انجام دهیم تغییر حالت 12 در کد بالا است! پس از آن ، برخی از ضرایب mod را برای n و m و اعداد موجود در بردار coffs تغییر دهید و ببینید چه نوع منحنی ایجاد می کند. نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که اگر بقیه را تغییر دهید ، ممکن است منحنی هایی با تقارن 2 ، 3 ، 4 یا 6 برابر دریافت کنید. بسیار عجیب است ، اما از این واقعیت ناشی می شود که اعداد صحیح اهمیت دارند! بیایید به یک مثال نگاهی بیندازیم:

اگر k = 12 ، و m = 1 * k + 2 = 14 ،

سپس (m - 2)/k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6 ، باقی مانده = 1

ما می بینیم که چون دو تقسیم بر دوازده ، همان پاسخ را دریافت می کنیم که گویی مدول 6 و باقی مانده 1 داریم! در واقع ، با k = 12 و باقیمانده = 2 ، تنها کاری که برنامه انجام می دهد این است که منحنی k = 6 را با باقی مانده = 1 دوبار ، یکی روی دیگری ، ترسیم می کند! بنابراین ، برای 12 جزء متقارن باقی مانده فقط می تواند یک عدد باشد که 12 را تقسیم نمی کند ، که [1 ، 5 ، 7 ، 11] تا 12 است ، اما همچنین هر عدد اول دیگر از 12 گذشته بسیار خوب است!

امیدوارم آنچه در اینجا درباره آن صحبت کرده ام ، توجه همه را به این موضوع جلب کرده باشد. باز هم ، کتاب فرانک فریس در بالا یک منبع عالی است و امیدوارم مردم از ایجاد پیچ های زیبا با خط پایتون من لذت ببرند. اکنون ، به وظیفه مورد نظر بازگردید!

مرحله 2: آمادگی برای برش لیزری

شکلهایی که ما برای ساختن ساعتها برش می دهیم در واقع آماده سازی آنها دشوار نیست. من مجموعه ای از منحنی ها را که شخصاً دوست دارم قرار داده ام ، بنابراین از آنها استفاده کنید. این ماده می تواند هر چیزی باشد که بتوان با خیال راحت زیر یک برش لیزری قرار داد ، اما من یک تخته سه لا 1/4 اینچی با روکش لمینت چوب توس زیبا انتخاب کردم. من ساعت را از دیسک 10 اینچی که در بردار مورد علاقه شما پیدا شده است ، ساختم. برنامه گرافیکی سپس می توانید منحنی دیسک را به راحتی تغییر دهید تا یک شماره گیری خوب ایجاد شود. من همچنین یک منحنی دیگر را انتخاب کردم که می تواند برای ساعت من در یک حاشیه قرار گیرد ، که من آن را بسیار پیشنهاد می کنم زیرا واقعاً مقدار زیادی اضافه می کند. نکته ای که باید قبل از برش بدانید این است که از چه نوع حرکت ساعت استفاده می کنید. اگر ترجیح می دهید بیرون بروید و در حال حاضر بخرید ، آمازون تعدادی ارزان قیمت دارد و مایکل نیز آنها را دارد. شما می خواهید قطر شفت را بدانید که به نظر من برای اکثر آنها 5/16 اینچ است.

شماره گیری تمام شده باید یک دیسک 10 اینچی با منحنی باشد که می خواهید در داخل آن را مشخص کنید ، و یک سوراخ در مرکز برای محور حرکت که قطر آن 5/16 اینچ است. توجه داشته باشید که هرچه خطوط روی طرح بیشتر از یکدیگر عبور کنند ، لیزر عمیق تر به مواد شما برش می دهد! اگر سعی می کنید یک طرح پیچیده را برش دهید ، ممکن است به طور تصادفی صفحه خود را برش دهید.

طرحی که استفاده کردم شامل حاشیه و طراحی می شود اولین فایل svg است.

مرحله 3: شماره گیری خود را قطع کنید

اکنون فایل خود را برداشته و در دستگاه برش لیزری خود بارگذاری کنید. شما باید طرح و دو دایره را در تنظیمات جداگانه داشته باشید. برای طراحی ، یکی از تکنیک هایی که برای پی بردن به آن استفاده کردم این بود که میز را کمی خارج از فوکوس از برش لیزری حرکت داد. به این ترتیب ، خط به ضخامت بیشتری به سطح بریده می شود.

این قسمت واقعا سرگرم کننده است. شما می توانید طرحی که لیزر روی صفحه شماره گیری می کند را مشاهده کنید ، که بسیار منظم است تا در مواقع مناسب تماشا شود.

مرحله 4: ساعت خود را تمام کنید

اگر از چوب استفاده می کنید ، چوبی که نازک است به راحتی پیچ می خورد ، بنابراین بهتر است حداقل آن را ببندید. یکی از کارهایی که من انجام دادم این بود که روی طرح را با رنگ سفید رنگ آمیزی کردم و سپس رنگ را از صورت پاک کردم. این به طراحی جلوه خوبی به چوب می دهد ، اما هنگام سنباده زنی باید مراقب باشید زیرا لمینت چوبی زیبا بسیار نازک است و به راحتی می توان آن را سمباده زد.

من همچنین رفتم و نمونه ای از یک لکه تیره را از Home Depot برای حاشیه صفحه ساعت گرفتم. سپس مقداری چسب چوب روی حاشیه قرار دادم و آن را با 4 پیچ 3/8 اینچی وصل کردم. پیچ های اضافی برای محافظت از حاشیه در زیر فشار ناشی از پیچ خوردگی بود. سپس همه چیز را در یک درزگیر بیرونی براق مهر و موم کردم. بعد ، دنبال کنید دستورالعمل های روی بسته حرکت ساعت برای نصب حرکت و تماشای شروع تیک تاک ساعت جدید شما!

من از نتیجه بسیار راضی بودم و افرادی که به آنها دادم نیز آن را دوست داشتند. امیدوارم این سرگرم کننده و جالب را پیدا کرده باشید و لطفاً به من اطلاع دهید که چه ساعت های باحالی می سازید!