Peatükk 2.3 (Tehnoloogia)

Laser­graveerimine ja -lõikamine – kella kujundus

Sissejuhatus

Teema

Kunst

Raskusaste

Keskmine

Tasemeskaala

7–9

Kestus

45 min õppetund, kokku neli õppetundi

Selles koolitunnis uurivad õpilased kella iga osa ja tutvuvad kella valmistamise reaalse protsessiga. Juhendage õpilasi graafilise disaini tarkvara kasutamisel, et kavandada kella välimus, seejärel valmistage kell, kasutades selleks lasergraveerimise ja -lõikamise meetodit. Õppeprotsessi käigus saab iga õpilane isikliku kella, õpib tundma meetodi kasutamist erinevate materjalide korral ning lasergraveerimist ja -lõikamist igapäevases elus.

Õpieesmärgid

  1. Kella põhiosadega tutvumine.
  2. Laserlõikuri kasutamise oskuste omandamine.
  3. Graafilise disaini tarkvara põhifunktsioonidega tutvumine.
  4. Erinevate materjalide omaduste tundma õppimine lasergraveerimise ja -lõikamise protsessis.

Vajalikud vahendid (ühe inimese kohta)

Õpetajad

  • 1 tk internetiühenduse ja Inkscape ning
  • Snapmakeri tarkvaraga arvuti
  • 1 tk valmis kell X1
  • 1 tk kella osad
  • 1 tk 125 mm × 125 mm × 2 mm puitplaat
  • 1 tk A4 paberileht
  • 1 tk nihkmõõdik
  • 1 tk kaitseprillid laserkiirguse eest

Õpilased

  • 1 tk internetiühenduse ja Inkscape'i ning Snapmakeri tarkvaraga arvuti
  • 1 tk A4 paberileht
  • 1 tk pliiats
  • 1 tk kustutuskumm
  • 1 tk joonlaud
  • 1 tk 125 mm × 125 mm × 2 mm puitplaat
  • 1 tk kellamehhanism
  • 1 tk nihkmõõdik
  • 1 tk USB-kettaseade
  • 1 tk kaitseprillid laserkiirguse eest

Vajalik varustus

  • Snapmaker Originali kolm-ühes 3D-printer (Snapmaker 1600 mW laserlõikamismoodul)

Tööetapid

1. Empaatia rakendamine

Suurel osal igapäevaelus kasutatavatest kelladest on sarnane ruudukujuline või ümmargune kuju, valge numbrilaud ja mustad osutid. Ja me näeme selliseid kujusid kõikjal, seinal peast kõrgemal või veebilehel kellaaja teadasaamise ajal. Kas kell võib olla üksnes sellise kujuga? Loomulikult mitte.

Seega, kas te saate kujundada spetsiaalse ja isikupärase kuju ning kaunistustega kella?

2. Teoreetiline taust ja praktilised nõuanded

Koguge õpilased kokku ja näidake neile erinevaid kelli või nende pilte ning leidke nende põhitunnused. Arutlege reaalse kella valmistamist, millel on kolm põhiosa: numbrilaud, osutid ja numbrid.

Seejärel juhendage kujundamist ja innustage valmis tegemist oma loominguliste ideede alusel.

3. Ideede genereerimine

Loomingulised kellad:
​juhendage õpilasi kella numbrilaua, kaunistuste ja osutite visandamisel.

Märkus

Visandi suurus ei tohi ületada printeri töölaua mõõtmeid.

4. Prototüüp

Õpilased kasutavad selles faasis kuju disainimisel programmi Inkscape.
​Õpetajad võivad valida ka muu graafilise disaini tarkvara, nagu CorelDraw, Adobe Illustrator.

  • 1. samm: Inkscape'i ettevalmistamine
    • Leidke abiteabe vahekaardilt (Help) juhised.
    • Kasutage joonise suuruse kohandamiseks ülaltoodud tööriista.
    • Õppige tundma funktsioonide Union, Difference ja Intersection (ühendamine, eraldamine ja ühisosa) vahelisi erinevusi.
  • 2. samm: kella numbrilaua kujundus
    Paluge õpilastel joonistada kella kontuur menüüpunktis
    View → Display Mode → Outline, märkige ära ava mehhanismi võlli jaoks ja kujundage osutid.
    Juhtige tähelepanu osutite ja mehhanismi suhtelisel asukohale ja paluge õpilastel joonistada kell oma kavandi järgi.
    Kujundamise põhipunktid
    • Joonistage ruut mõõtmetega 125 × 125 mm ja selle sisse kella kuju.
    • Jätke sinna mehhanismi telje jaoks 8 mm ümmargune ava. (Märkus: kasutage võlliava läbimõõdu määramiseks nihkkaliibrit.)
    • Kustutage pärast kella disainimise lõpetamist 125 mm × 125 mm ruut, eksportige fail ja nimetage see SVG-vorminguga failiks Cut.
  • 3. samm: numbrilaua kujundamine
    Disainige kella kuju ülaosa.
    Kujundamise põhipunktid
    • ​​Enne faili eksportimist kustutage numbrilaua kontuur.
    • Muutke režiim „pattern“ režiimiks „normal“ ja eksportige fail.
    • Andke failile nimi engrave.png.

Nõuanded

Õpetajad peavad eelnevalt tegema kella numbrilaua kalibreerimisfaili, et aidata üliõpilastel kindlaks määrata positsioone.

Leidke abiteabe vahekaardilt (Help) juhised.
Kasutage joonise suuruse kohandamiseks ülaltoodud tööriista.
Õppige tundma funktsioonide Union, Difference ja Intersection (ühendamine, eraldamine ja ühisosa) vahelisi erinevusi.
Kella numbrilaua kujundus
Mõõtke mehhanismi telje läbimõõt
Disainige kella kuju ülaosa.
Joonistage kavandi alusel kellaosutid.

5. Faili töötlemine

Faili töötlemine seisneb SVG- ja PNG-failide töötlemises Snapmakeri tarkvaraga ja nende konverteerimises töötlustuvastusfailiks. Esmalt peate käivitama tarkvara ja sisenema liidesesse Laser G-Code Generator.

  • 1. samm: lasergraveerimine ja -lõikamine – 
    ​kella numbrilaud
    • Valmistage ette lõikefail.
    • Seadistage lõikeparameetrid.
  • 2. samm: lasergraveerimine ja -lõikamine – numbrilaua kuju
    • Valmistage ette graveerimisefail.
    • Seadistage graveerimise parameetrid.
      Klõpsake nupul „Generate G-Code“.Klõpsake nupul „Export G-code to File“, andke sellele ingliskeelne nimi ja dubleerige see USB-mäluseadmele.
      Faili nimes ei tohi olla erisümboleid.
  • 3. samm: lasergraveerimine ja -lõikamine – kellaosutid
    Sama mis numbrilaua kuju korral.​

Märkus

Tegelik lõikamissuurus on teatava veaga tingituna võlli ja ava vastastiktoimest, seega on ava läbimõõt ligikaudu võrdne võlli omaga.

Parameetrite seadistused

Fail: cut.svg

Import method (Impordimeetod)

Vector

Jog speed (Positsioneerimiskiirus)

2000 mm/min

Work speed (Töökiirus)

130 mm/min

Passes (Töökäigud)

4

Pass Depth (Töötlussügavus)

0 mm

Fixe Power (Fikseeritud võimsus)

100%

Parameetrite seadistused

Fail: engrave.png

Import method (Impordimeetod)

Black & White

Algorithm (Algoritm)

Atkinson

Infill Density (Täitetihedus)

8

Jog speed (Positsioneerimiskiirus)

3000 mm/min

Work speed (Töökiirus)

3000 mm/min

Power (Võimsus)

100%

6. Lasergraveerimine ja -lõikamine

Kasutage kella graveerimiseks Snapmaker Originali kolm-ühes 3D-printerit. (1600 mW lasergraveerimismoodul)

  • 1. samm: ohutus
    Palun lugege enne printeri kasutamist läbi lisas olevad ohutusjuhised.
  • 2. samm: printeri ettevalmistamine
    • Paigaldage Snapmakeri kolm-ühes printerisse 1600 mW lasergraveerimismoodul.
      Leidke aadressilt https://snapmaker.com/download nupp Quick Start Guides ja klõpsake Guide for Laser Engraving, et lugeda osadest A ja B juhiseid selle kohta, kuidas asendada 1600 mW lasergraveerimismoodul ja platvorm.​
    • Ühendage USB-mäluseade ja lülitage printeri toide sisse.
    • Paigaldage mõõtmetega 125 mm × 125 mm × 2 mm puitplaat (Ameerika pärn).
    • Alustage tööd. Järgige juhiseid aadressil https://manual.snapmaker.com → Laser Engraving → Set the Work Origin ja Find the Focus Using Snapmakerjs. Palun lugege juhend läbi ja kasutage funktsiooni Fine Tune Work Origin, et saavutada 1600 mW laserlõikemooduli kasutamisel parim lõikamistulemus.
  • 3. samm: lasergraveerimine ja -lõikamine
    • Valige puuteektraanil nupp „Files“ ja valige kujundusfail.
    • Viige töö lõpule.
  • 4. samm: kella kokkupanek
    • Pange kella osad ja kellamehhanism kokku.
    • Valmistage ette kellaaja numbrilaud, mehhanism ja muud osad.
    • Kinnitage mehhanism numbrilaua külge.
    • Paigaldage kellaosutid numbrilauale järjekorras tunniosuti, minutiosuti ja sekundiosuti ning kinnitage need.
    • Kontrollige.
Printeri ettevalmistamine
Töö alustamine
Viige töö lõpule.
Kella kokkupanek
Kinnitage mehhanism numbrilaua külge.
Paigaldage kellaosutid numbrilauale järjekorras tunniosuti, minutiosuti ja sekundiosuti ning kinnitage need.
Paigaldage kellaosutid numbrilauale järjekorras tunniosuti, minutiosuti ja sekundiosuti ning kinnitage need.
Kontrollige.

Nõuanded

Masinaga töötamisel on soovitatav kasutaja kaitseks kasutada kaitsekatet. Snapmakeri kaitsekatte saate hankida aadressilt https://www.snapmaker.com. Sellel on nõrk filtreeriv toime ja graveerimsprotsess peatub kohe, kui kaitskatte luuk avatakse. Palun kontrollige, kas Snapmakeri programmis on funktsioon „Door detection“ aktiveeritud. Settings → Machine Settings → Enclosure – Door detection: On

Kui kasutate masinat ilma kaitsekatteta, siis peavad kõik läheduses viibijad kandma masina töö ajal kaitseprille kaitseks laserkiirguse eest.

7. Arutelu

Laske õpilastel vahetada mõtteid oma projektide üle, lähtudes järgmistest aspektidest:

  • kas kell töötab nõuetekohaselt?
  • mida erilist on kellade disainimise juures?
  • kas on olemas võimalusi optimeerimiseks?
  • järeldused õpitust.

8. Arendus

Lisaks traditsioonilisele kolme osutiga kellale on olemas ka digitaalne kell, mis näitab aega numbritega.

Innustage õpilasi disainima lasergraveerimise ja -lõikamise ning freesimise kasutamisega digitaalkella, milles kasutatakse Arduino MPU-d, reaalajas kella, digitaalnäidikut ja teisi andureid.

Palun oota