Horloge DIY découpée au laser : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Bienvenue dans mon tutoriel sur la façon de faire de belles horloges découpées au laser ! J'ai puisé l'inspiration pour ce projet dans le fait que j'ai dû assister à des mariages l'été dernier et que je voulais faire des cadeaux personnalisés pour les personnes qui se marient. J'ai également pensé que ce serait un bon moyen d'appliquer certains principes mathématiques que j'apprenais, que je couvrirai dans la première partie de ce tutoriel. Je ne sais pas dans quelle mesure je peux couvrir cela, mais dans tous les cas, je fournirai du code Python afin que vous puissiez créer autant de conceptions que vous le souhaitez. De plus, j'ai créé un tas de conceptions qui seront incluses dans les fichiers du projet en tant que SVG.

Pour ce projet, vous aurez besoin de:

• contreplaqué ou acrylique pour le cadran de l'horloge
• logiciel d'édition de graphiques vectoriels
• accès à une découpeuse laser
• un mouvement d'horloge avec tige 1/4"

Les matériaux facultatifs comprennent:

• peinture blanche
• papier de verre grain 120 et 220
• tache sombre
• colle à bois
• 4 vis 3/8"
• scellant pour bois

Commençons!

Étape 1: Les mathématiques…

Je pensais que c'était l'une des parties les plus intéressantes de ce projet, mais je ne vous en voudrai pas d'avoir sauté cette section. J'espère que je décrirai correctement ce qui se passe, mais veuillez vous reporter au livre Créer une symétrie: les mathématiques artistiques des motifs de papier peint de Frank Farris. Il fait un très bon travail pour décrire comment ces symétries se produisent. Pour un look plus court mais plus "ondulé à la main", consultez ce puzzle Quanta Magazine et sa solution. Je vais en fait produire une solution au problème de Quanta Magazine et la préparer dans le code que je poste ci-dessous.

Pour comprendre comment on obtient la symétrie, il faut d'abord savoir que e^(i * 2 pi * C) = 1 pour tout entier C. Cela vient de l'identité d'Euler, dont je ne parlerai pas ici mais c'est super important et tout le monde pense que c'est le meilleur, alors jetez-y un œil. J'ai utilisé le fait ci-dessus pour dériver la courbe "A" du problème Quanta (voir photo), dont on parle un peu dans la solution du problème Quanta. Dans la dérivation, "k" est le nombre de composants symétriques que nous voulons dans notre courbe. Comme "m" et "n", "k" doit être un entier pour avoir une courbe symétrique. Dans le code ci-dessous, nous voyons que C1 = 1 et C2 = -3 avec mod = 5 afin de produire la courbe à partir du problème. La variable mod signifie "module" et doit être le même nombre que "k". (Remarque: pour exécuter du code, les bibliothèques numpy, matplotlib et sympy doivent être installées.)

importer numpy en tant que np

importer matplotlib.pyplot as plt de sympy import exp, I, re, im, symboles, lambdify t = symboles('t') fig = plt.figure(figsize=(6, 6)) # Pour mod = 12, le reste peut seulement être [1, 5, 7, 11] reste = 1 mod = 5 l = reste m = 1*mod + reste n = -3*mod + reste 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) for t in np.linspace(0, 2*np.pi, 5000)] yarray = [y(t) pour t dans 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'chemin\vers\dossier\test.svg') plt.show() print('\t\t\t' + str(f))

Mais pourquoi ai-je traversé tous ces ennuis ? Eh bien, je pense que c'est plutôt cool, mais je voulais aussi apprendre tout cela pour faire des horloges avec une symétrie d'ordre 12. De cette façon, il n'est pas nécessaire de mettre des chiffres laids sur le visage et les gens peuvent toujours voir facilement l'heure qu'il est. Ce qui est génial, c'est que tout ce que nous devons faire pour créer des courbes avec une symétrie d'ordre 12 est de changer le mod en 12 dans le code ci-dessus ! Après cela, essayez de changer certains des coefficients de mod pour n et m et les nombres dans le vecteur de coefficients et voyez quel type de courbe il fait. Une chose à noter, si vous modifiez le reste, vous pourriez obtenir des courbes avec une symétrie 2, 3, 4 ou 6 fois. C'est super bizarre, mais ça vient du fait que les nombres entiers comptent ! Regardons un exemple:

Si k = 12 et m = 1 * k + 2 = 14, alors (m - 2) / k = m/k - 2/k = 14/12 - 2/12 = 1 2/12 - 2/12 = 1 1/6 - 1/6 = 1 k = 6, reste = 1

On voit que parce que deux divise douze, on obtient la même réponse que si on avait un module de 6 et le reste de 1 ! En fait, avec k = 12 et reste = 2, le programme ne fait que tracer la courbe pour k = 6 avec reste = 1 deux fois, l'une sur l'autre ! Par conséquent, pour 12 composantes symétriques, le reste ne peut être qu'un nombre qui ne divise pas 12, qui sont [1, 5, 7, 11] jusqu'à 12, mais aussi tout autre nombre premier après 12. Plutôt cool !

J'espère que ce dont j'ai parlé ici a suscité l'intérêt de tout le monde pour le sujet. Encore une fois, le livre de Frank Farris ci-dessus est une excellente ressource et j'espère que les gens s'amuseront à faire de belles courbes avec mon script python. Maintenant, revenons à la tâche à accomplir !

Étape 2: préparation pour la découpe laser

Les formes que nous découpons pour fabriquer les horloges ne sont en fait pas difficiles à préparer. J'ai inclus un tas de courbes que j'aime personnellement, alors n'hésitez pas à les utiliser. Le matériau peut être tout ce qui peut être placé sous une découpeuse au laser en toute sécurité, mais j'ai choisi un contreplaqué 1/4" avec une belle face en bois de bouleau stratifié. J'ai fait le cadran de l'horloge à partir d'un disque de 10" tracé dans votre vecteur préféré programme graphique. Vous pouvez ensuite redimensionner la courbe dans le disque assez facilement pour créer un joli cadran. J'ai également pris une autre courbe qui a pu être découpée en bordure pour mon horloge, ce que je suggère fortement car cela a vraiment ajouté beaucoup. Une chose que vous devrez savoir avant de couper est le type de mouvement d'horloge que vous utiliserez. Amazon en a un tas pour pas cher, et Michael en a aussi si vous préférez sortir et en acheter un maintenant. Vous voudrez connaître le diamètre de l'arbre, qui, je pense, est de 5/16" pour la plupart.

Le cadran fini doit être un disque de 10" avec la courbe que vous souhaitez tracer à l'intérieur et un trou au centre pour l'arbre du mouvement de 5/16" de diamètre. Sachez que plus les lignes du dessin se croisent, plus le laser coupera profondément dans votre matériau ! Si vous essayez de découper un design compliqué, vous pourriez finir par couper accidentellement votre cadran.

Le design que j'ai utilisé qui inclut la bordure et le design est le fichier first.svg.

Étape 3: coupez votre cadran

Maintenant, vous prenez votre fichier et le chargez dans votre découpeuse laser. Vous voudrez avoir le design et les deux cercles sur des paramètres séparés. Pour la conception, l'une des techniques que j'ai utilisées pour le tracer consistait à déplacer un peu la table hors de la mise au point du découpeur laser. De cette façon, la ligne est coupée plus épaisse dans la surface.

Cette partie est vraiment amusante. Vous pouvez voir le laser tracer votre dessin sur le cadran, ce qui est assez chouette à regarder comme cela se produit.

Étape 4: Terminez votre horloge

Si vous avez utilisé du bois, du bois qui se déforme facilement, ce serait donc une bonne idée de le sceller au minimum. L'une des choses que j'ai faites a été de peindre le dessin en blanc, puis de poncer la peinture du visage. Cela a donné au design un bel accent sur le bois, mais vous devez être prudent lors du ponçage car le joli bois stratifié est assez fin et il est facile à poncer.

Je suis également allé chercher un échantillon d'une tache sombre chez Home Depot pour la bordure du cadran de l'horloge. J'ai ensuite mis de la colle à bois sur la bordure et je l'ai fixée avec des vis 4 3/8 . Les vis supplémentaires devaient maintenir la bordure attachée sous le stress du gauchissement. J'ai ensuite scellé le tout dans un scellant d'extérieur brillant. Ensuite, suivez les instructions sur l'emballage du mouvement de l'horloge pour installer le mouvement et regarder votre nouvelle horloge commencer à tourner !

J'étais plutôt content du résultat et les personnes à qui je l'ai offert ont adoré. J'espère que vous avez trouvé ce amusant et intéressant instructable, et s'il vous plaît laissez-moi savoir quelles horloges cool vous faites !