Reloj DIY cortado con láser: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¡Bienvenido a mi tutorial sobre cómo hacer hermosos relojes cortados con láser! Me inspiré para este proyecto por el hecho de que tuve que ir a algunas bodas el verano pasado y quería hacer algunos regalos personalizados para las personas que se casaban. También pensé que sería una buena manera de aplicar algunos principios matemáticos que estaba aprendiendo, que cubriré en la primera parte de este tutorial. No estoy seguro de qué tan bien puedo cubrir eso, pero de cualquier manera proporcionaré algo de código Python para que pueda hacer tantos diseños como desee. Además, tengo un montón de diseños que he creado que se incluirán en los archivos del proyecto como SVG.

Para este proyecto, necesitará:

• madera contrachapada o acrílico para la esfera del reloj
• software de edición de gráficos vectoriales
• acceso a un cortador láser
• un movimiento de reloj con eje de 1/4"

Los materiales opcionales incluyen:

• pintura blanca
• Papel de lija de grano 120 y 220
• mancha oscura
• pegamento de madera
• 4 tornillos de 3/8"
• sellador de madera

¡Empecemos!

Paso 1: Matemáticas …

Pensé que esta era una de las partes más interesantes de este proyecto, sin embargo, no lo reprocharé por saltarse esta sección. Con suerte, puedo hacer un buen trabajo al describir lo que está sucediendo, pero consulte el libro Creando simetría: Las ingeniosas matemáticas de los patrones de papel tapiz de Frank Farris. Él hace un gran trabajo al describir cómo ocurren estas simetrías. Para una apariencia más corta pero más "ondulada a mano", consulte este rompecabezas de Quanta Magazine y su solución. De hecho, produciré una solución al problema de Quanta Magazine y la tendré lista para usar en el código que publico a continuación.

Para entender cómo obtenemos la simetría, primero tenemos que saber que e ^ (i * 2 pi * C) = 1 para cualquier entero C. Esto proviene de la identidad de Euler, de la que no hablaré aquí, pero es muy importante y todo el mundo piensa que es el mejor, así que échale un vistazo. Usé el hecho anterior para derivar la curva "A" del problema de Quanta (ver imagen), del cual se habla un poco en la solución del problema de Quanta. En la derivación, "k" es el número de componentes simétricos que queremos en nuestra curva. Al igual que "m" y "n", "k" tiene que ser un número entero para tener una curva simétrica. En el siguiente código, vemos que C1 = 1 y C2 = -3 con mod = 5 para producir la curva del problema. La variable mod significa "módulo" y debe ser el mismo número que "k". (Nota: para ejecutar código, se deben instalar las bibliotecas numpy, matplotlib y sympy).

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, el resto puede solo ser [1, 5, 7, 11] resto = 1 mod = 5 l = resto m = 1 * mod + resto n = -3 * mod + resto coeffs = np.array ([1, 1/2, I / 3]) exps = np.array ([exp (l * I * t), exp (I * m * t), exp (I * n * t)]) f = (coeffs * exps. T).sum () x = lambdify (t, re (f)) y = lambdify (t, im (f)) xarray = [x (t) para t en np.linspace (0, 2 * np.pi, 5000)] yarray = [y (t) para t en 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))

Pero, ¿por qué pasé por todos estos problemas? Bueno, creo que es muy bueno, pero también quería aprender todo esto para hacer relojes con simetría de 12 veces. De esa manera, no hay necesidad de poner números desagradables en la cara y la gente aún puede ver qué hora es fácilmente. Lo bueno es que todo lo que tenemos que hacer para hacer curvas con simetría de 12 veces es cambiar mod a 12 en el código de arriba. Después de eso, intente cambiar algunos de los coeficientes de mod para nym y los números en el vector de coeficientes y vea qué tipo de curva hace. Una cosa a tener en cuenta, si cambia el resto, puede obtener curvas con simetría de 2, 3, 4 o 6 veces. Es muy extraño, ¡pero proviene del hecho de que los números enteros importan! Echemos un vistazo a un ejemplo:

Si k = 12 y m = 1 * k + 2 = 14, entonces (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 debido a que dos divide doce, obtenemos la misma respuesta que si tuviéramos un módulo de 6 y un resto de 1. De hecho, con k = 12 y resto = 2, todo lo que hace el programa es trazar la curva para k = 6 con resto = 1 dos veces, ¡una encima de la otra! Por lo tanto, para 12 componentes simétricos, el resto solo puede ser un número que no divide 12, que son [1, 5, 7, 11] hasta 12, sino también cualquier otro número primo después del 12. ¡Genial!

Espero que lo que he hablado aquí haya despertado el interés de todos en el tema. Una vez más, el libro de Frank Farris es un excelente recurso y espero que la gente se divierta haciendo algunas curvas agradables con mi script de Python. Ahora, ¡volvamos a la tarea que tenemos entre manos!

Paso 2: preparación para corte por láser

Las formas que estamos recortando para hacer los relojes en realidad no son difíciles de preparar. He incluido un montón de curvas que personalmente me gustan, así que siéntete libre de usarlas. El material puede ser cualquier cosa que pueda colocarse bajo un cortador láser de manera segura, pero elegí una madera contrachapada de 1/4 "con una bonita carátula de madera laminada de abedul. Hice la esfera del reloj a partir de un disco de 10" trazado en tu vector favorito programa de gráficos. Luego, puede volver a escalar la curva dentro del disco con bastante facilidad para hacer un buen dial. También tomé otra curva que se pudo recortar en un borde para mi reloj, lo que recomiendo encarecidamente porque realmente agregó mucho. Una cosa que necesitará saber antes de cortar es qué tipo de movimiento de reloj usará. Amazon tiene un montón por poco dinero, y Michael's también los tiene si prefiere salir y comprar uno ahora mismo. Querrá saber el diámetro del eje, que creo que es de 5/16 "para la mayoría.

El dial terminado debe ser un disco de 10 "con la curva que desea trazar dentro y un agujero en el centro para el eje del movimiento que tiene 5/16" de diámetro. Tenga en cuenta que cuanto más se crucen las líneas del diseño, más profundo cortará el láser en su material. Si intentas cortar un diseño complicado, es posible que acabes cortando accidentalmente el dial.

El diseño que utilicé que incluye el borde y el diseño es el primer archivo.svg.

Paso 3: corte su dial

Ahora toma tu archivo y cárgalo en tu cortadora láser. Querrá tener el diseño y los dos círculos en configuraciones separadas. Para el diseño, una de las técnicas que utilicé para trazarlo fue mover la mesa un poco fuera de foco del cortador láser. De esa manera, la línea se corta más gruesa en la superficie.

Esta parte es muy divertida. Puedes ver el láser trazar tu diseño en la esfera, lo cual es bastante agradable de ver mientras sucede.

Paso 4: ¡Termina tu reloj

Si usó madera, madera que se deforma fácilmente, por lo que sería una buena idea sellarla como mínimo. Una de las cosas que hice fue pintar sobre el diseño en blanco y luego lijar la pintura de la cara. Esto le dio al diseño un bonito acento contra la madera, sin embargo, debe tener cuidado al lijar, ya que el bonito laminado de madera es bastante delgado y es fácil de lijar.

También fui y obtuve una muestra de una mancha oscura de Home Depot para el borde de la esfera del reloj. Luego puse un poco de pegamento para madera en el borde y lo pegué con tornillos de 4 3/8 . Los tornillos adicionales eran para mantener el borde adherido bajo el estrés de la deformación. Luego sellé todo con un sellador brillante para exteriores. A continuación, siga las instrucciones en el paquete del movimiento del reloj para instalar el movimiento y ver cómo su nuevo reloj comienza a correr.

Estaba bastante contento con el resultado, y a la gente a la que se lo di también le encantó. Espero que haya encontrado este instructivo divertido e interesante, ¡y hágame saber qué relojes geniales hace!