מכונת ציור בלייזר: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

✨ צייר שבילי אור זרחני עם מכונה שתוכננה ונבנתה לגמרי מאפס!

הסיפור: בין לימוד ההפסקות במהלך שבוע האמצע, עיצבנו אני וחברתי ברט ובנינו מכונה זו המשתמשת במערכת לייזר ומראה כדי לצייר שבילי אור זוהרים, הניתנים לשליטה באמצעות ג'ויסטיק מודפס בתלת מימד. המטרה העיקרית הייתה להשתמש בטכניקות ציור וחומרים שאנשים בדרך כלל לא היו מקשרים עם ציור תוך הקניית תחושת תככים אצל המשתמש.

אנו מקווים שתיהנו ממנה כמו שנהנינו בעיצוב ובנייתו!

אספקה

אנחנו שני תלמידים שבורים ולכן פנינו במידה רבה למציאת פיסות גרוטאות ועץ שהושלכו ברחבי בית הספר שלנו וכל הכלים היו ממרחב יצרני בית הספר שלנו. כמו כן, לא הייתה לנו גישה לחומרי מתכת רבים (גלגלי שיניים, מתלה, דבל וכו ') ולכן הכנו אותם בעצמנו מעץ בחיתוך לייזר. עבור החלקים שלא הצלחנו למצוא, קנינו אותם באמזון בסך כולל של 19.50 $.

הערה: פרויקט זה דורש לייזר, זכור לא להסתכל עליו ישירות בעיניים!

חומרים:

• 1/4 ב דיקט (x2)
• 1/8 ב דיקט (x1)
• דבק עץ (שכבה דקה)
• 1/2 אינץ עץ (x1)
• 1/2 אינץ 'מראה (x1)
• 1/4 בקוטר 2 בצינור פליז ארוך (x1)
• 1/4 בקוטר 2 בצינור נחושת ארוך (x2)
• 1/4 בקוטר 1.5 בצינור פליז ארוך (x3)
• 1/2 ב O. D. 1/4 ב I. D. מיסבי כדור (x6)
• דיודת לייזר 405 ננומטר (x1)
• ארדואינו (x1)
• 24 AWG חוט 6ft (x1)
• אבקה זרחנית (x1)
• מתאם מתח 120 VAC עד 9 V (x1)
• רצועת גומי (x1)
• ג'ויסטיק אנלוגי דו-ציר (x1)
• נהג מנוע L298N (x1)
• שקע DC 2.5 מ"מ (x1)

כלים:

• חותך לייזר
• נייר זכוכית
• ראה
• אקדח דבק חם
• פטיש מכה מת
• מלחם
• תרגיל
• מדפסת תלת מימד
• דרמל

שלב 1: חיתוך הלייזר בחתיכות

מצורפים שני קבצי המאיירים לכל חלקי העץ שצריך לחתוך בלייזר ושמותיהם תואמים את סוג העץ שעליו יש לחתוך (1/4 אינץ 'מול 1/8 אינץ' דיקט). צירפתי גם תמונות של הקבצים. למעשה יש יותר מנקי מנעול מהצורך, אך מדי פעם הם נשברים כך שתמיד נחמד לקבל כמה תוספות.

יש לחתוך את כל הקווים, לא לחרוט. ברגע שהם נחתכים, המשך לשלב הבא!

שלב 2: הרכבת החלקים Pt. 1 מערכת בסיס ומדפים

למעלה תמונות של האופן שבו היצירות מתאחדות, כמו גם סרטון מאחורי הקלעים. הבנייה לשלב זה מתחלקת לבנייה ראשונה של החלקים מקובץ המאייר בגודל 1/4 אינץ 'הקודם ולאחר מכן מקובץ המאייר בגודל 1/8 אינץ'.

קטע 1/4 אינץ '---

בסיס: דחוף את הפלטים דרך פינת לוחות הבסיס ודחוף את חבטות המנעול דרך קצות הדיבל כדי לשמור על לוחות הבסיס במקומם. בסיס זה מספק מקום לארדואינו להישאר מוסתר למחצה תוך מתן תמיכה בד קנבס היצירה.

תמיכת מיסב גלגלים: הדבק את תמיכת מיסב הגלגלים על פני גג בית המנוע בגודל 1/8 אינץ '

מכלול מיסב: המתלה העליון מוחזק במקומו ומונע על ידי סידור משולש של מסבי גלילה שמונעים ממנו להסתובב תוך שמירה על תנועת תרגום חלקה. תמונה של איך מיסבי הגלגלים נראים למעלה. התרשימים מתארים כיצד מיסבי הגלילים מתקשרים עם המדף והיכן הם מונחים על המכונה. הנח אותם דרך החורים של תומך הגלגלים שהדבקת על גג בית המנוע

קורות תמיכה: מסומנות כ"אלה מבטיחות שהמדף לא עף "בקובץ רבע אינץ ', קורות תמיכה אלה מפחיתות את הנדנדות על ידי הוספת הנוקשות של המתלה ומונעות ממשתמשים מתלהבים מדי לשלוח חתיכות עפות מהמכונה. או ניפוץ מראה הזכוכית! השתמשנו בדבק עץ כדי לחבר אותם למדף העליון מכיוון שהוא יצטרך להיות יציב.

קטע 1/8 אינץ '---

מתלה תחתון: המתלה התחתון הוא המתלה הקצר יותר עם החור. חור זה מאפשר לך להאכיל את חוטי הארדואינו מתחת לחריץ לוחית הבסיס העליונה ולתוך בית המנוע, כך שהחוטים יכולים להגיע אל המנוע גם כאשר המדף התחתון זז.

מדף עליון וסיכה עליונה: המתלה העליון הוא המתלה השני (הארוך יותר). תמונה של מבנה הפיניון (אחד ההילוכים הענקיים) נראית ואיך הוא עובד מסופקת בתמונה עם מכונות הכביסה.

שאר החלק בגודל 1/8 אינץ '(החלקים הקשורים למנוע) מוסבר בשלב הבא …?

שלב 3: הרכבת החלקים: נק '2. חומר מוטורי

לאחר מכן, היינו צריכים לתכנן את תושבות המנועים והמנועים כדי לגרום לו לזוז. ישנם שני מנועים, האחד לנוע בציר ה- x והשני לנוע בציר ה- y.

ביצוע שני תושבי מנוע: דחסנו את חלקי הר המנוע האמצעיים (אלה עם חורי המשושה) בין השניים האחרים המכילים חורים להברגה. לאחר מכן חיברנו כל מנוע לכל הר מנוע באמצעות ברגים. הדבקת התושבת והמנוע לכל משטח אפשרה לנו כעת להתקין ולהסיר את המנועים שלנו באמצעות מפתח ברגים משושה בלבד. כדי לעבור ממנוע להילוך, השתמשנו בצווארון פיר מודפס בתלת-ממד כדי להתממשק עם ההילוכים בעלי הפיר.

דיור מנוע: חלקי בית המנוע יוצרים בית בצורת קופסא עבור המנוע. המלבנים עם חורים בהם הם החלקים העליונים והתחתונים (זה עם כמה חורים הוא החלק העליון). שאר תיבת המנוע מורכבת מהצדדים המתאימים זה לזה באמצעות החריצים שלהם + רכסים. הדבק את כל החלקים יחד בקצוות למעט פנים אחד מכיוון שאתה עדיין צריך להכניס את המנוע פנימה וקל יותר לעשות זאת מהצד מאשר מלמעלה.

שליטה על המנוע: כדי לשלוט במנועים השתמשנו בג'ויסטיק, Arduino ומנהג מנוע נפרד להפעלת המנועים. הכל פועל משקע DC 9 וולט יחיד. כדי להשיג את התנועה הרצויה, היינו צריכים להתאים את עוצמת האות PWM כך שיהיה מספיק מומנט כדי להתגבר על חיכוך בהילוך תוך שמירה על תנועתו מהר מדי. השלב הבא מתאר את התצורה ואת הקוד של Arduino …?

שלב 4: ארדואינו

זהו קוד הארדואינו לשליטה במיקום הלייזר באמצעות הג'ויסטיק כקלט. הקוד כתוב כך שכל כיוון של הג'ויסטיק שולט באחד המנועים (המנוע השולט על ציר ה- x והמנוע השולט על ציר ה- y). זה מאפשר למכונה לצייר עקומות ואלכסונים בכל פעם שמיקום הג'ויסטיק רחוק מהציר האופקי/אנכי.

שלב 5: הג'ויסטיק

בחרנו להדפיס תלת מימד מארז ג'ויסטיק ב- PLA כך שהמשתמש ירגיש נוח וטבעי להחזיק ולפעול (למרות שהוא עדיין יכול לתפקד כראוי ללא מארז).

בעיקרו של דבר, מדובר בשני חצאי מארז סגלגל עם חור בצד אחד. הכנסנו את מקל הבקר פנימה, כך שכאשר המארז מורכב, הוא נכנס דרך החור כדי שהמשתמש יוכל ליצור איתו אינטראקציה. החוטים משתרעים מהחלק האחורי של הצד השני של המעטפת ואל הארדואינו.

שלב 6: צביעת בד הבד

צובעים את קנבס היצירה בעזרת האבקה הזרחנית ונותנים לו להתייבש בזמן העבודה על השלבים הבאים.

? הקפד לשמור אותו בסביבה סניטרית מאוד, בפעם הראשונה שהנחנו את האבקה, האבק והנסורת נתקעו. קל יותר גם לערבב את האבקה עם צבע כך שהיא תידבק בקלות.

שלב 7: מערכת הלייזר והמראה

מדוע הלייזר לא רק מצביע ישר למטה מקצה המתלה העליון?

ברט ואני הבנו במהירות לשים את הלייזר ישירות מעל לוח הציור בקצה המתלה שוקל את קצה המדף למטה מה שהגביל את טווח התנועה שלו. במקום זאת, החלטנו לקחת השראה מעיצוב של חותך לייזר.הפתרון: על ידי הצבת מראה בקצה המתלה עם הטיה של 45 מעלות, נוכל להבטיח שהקורה תצביע בניצב ישירות עם המשטח מבלי להוסיף משקל עד הסוף!

הלייזר: התקן בזהירות את הלייזר והמראה. הזן את חוטי הלייזר דרך חור אחד בחלקו העליון של גג בית המנוע כדי להתחבר לסוללה. לולאה גומיות דרך החור השני של גג בית המנוע כדי לאבטח את הלייזר במקומו.

המראה: המראה צריכה להיות זווית בזווית של 45 מעלות באמצעות חתיכות רבע אינץ 'המשולשות. על ידי התקנת הלייזר במקביל לקרקע, קרן הלייזר צריכה להשתקף מהמראה ולפגוע בקרקע ישירות מתחת, גם אם המדף זז.

שלב 8: ליטוש סופי

לאחר בדיקה לוודא שהוא פועל כראוי, הדבקנו את הפנים האחרונות של בית המנוע. כדי להגדיל את המשיכה החזותית של המכונה, חיברנו מכונות לנעילה בתחתית הדיבלים. הייתה לו גם מטרה פונקציונלית קלה, שכן מכונות כביסה אלה שימשו כ"רגליים "למכונה (במקום שכל הבסיס יגע בקרקע) מה שהקל על הזזת המכונה כולה על שולחן. לאחר מכן נתנו למוצר לק אחרון על ידי שיוף כל העץ החשוף.

השתקפות: נהנינו מאוד בעיצוב המכונה הזו והיה לנו אפילו יותר טוב לשחק איתה. למרבה האירוניה, נראה שהחלקים המסובכים ביותר של העיצוב גרמו לנו לכל הפחות צרות, בעוד שהחלקים הפשוטים ביותר נתנו לנו הכי הרבה. אם היינו עושים את הפרויקט הזה שוב, היינו מתנסים יותר בחומרים המפחיתים חיכוך על החלקים הנעים.

אנו מקווים שאנשים יהנו ממכשיר זה לא פחות מאיתנו וכי הוא נותן להם השראה ליצור גרסאות טובות עוד יותר של מכונה זו בעתיד.

-הטוב ביותר, ג'סטין וברט

פרס ראשון בתחרות Make it Glow