Projet de découpe laser 3D Pine Tree avec LaserMaker

Dans ce projet d'ingénierie STEAM, les étudiants conçoivent et fabriquent un petit pin en 3D à l'aide de LaserMaker. La leçon relie le dessin basé sur la grille, la modélisation géométrique, les opérations d'union et de différence, la conception de fente de cross-tenon, la découpe au laser et l'assemblage pratique.

1. Aperçu de la leçon

1.1 Objectif du projet

Les élèves concevront un petit pin à partir de deux sections correspondantes. Ils dessineront la forme de l'arbre, créeront des fentes imbriquées, définiront des paramètres de coupe et assembleront les pièces finies dans un modèle décoratif 3D simple.

1.2 Utilisation recommandée en classe

2. Objectifs d'apprentissage

2.1 Ce que les élèves apprendront

2.2 Compétences VAPEUR Développées

2.3 Faire responsable

Les étudiants peuvent étudier les conceptions d'arbres existantes pour l'inspiration, mais leur travail final devrait inclure leurs propres améliorations et décisions créatives.

3. contexte du monde réel: de la forme d'arbre au modèle 3D

Les pins ont une structure visuelle claire, avec des branches en couches et une forme générale effilée. Dans cette leçon, les élèves traduisent ces caractéristiques naturelles en un modèle géométrique simplifié qui peut être coupé et assemblé à partir d'une feuille plate.

Le projet encourage les élèves à observer la forme d'un pin, à le simplifier en sections triangulaires et à réfléchir à la façon dont deux profils découpés au laser peuvent s'emboîter pour former un objet décoratif stable.

4. Considérations de conception et d'ingénierie

Avant de dessiner dans LaserMaker, les étudiants doivent analyser le pin à la fois comme une conception visuelle et une structure assemblée.

5. Lesson Procedure

5.1 Mesurer et esquisse le pin

Les élèves doivent décider de la largeur et de la hauteur du pin, puis calculer les dimensions du tenon et de la fente en fonction de l'épaisseur du matériau et de la structure de verrouillage prévue.

Après avoir mesuré, les élèves doivent esquisser la forme du pin et marquer l'endroit où les fentes de tenon en croix seront placées.

5.2 Dessiner le profil du pin

Activez l'outil Grille et utilisez l'outil Segment de ligne pour dessiner un triangle isocèle. Dans le flux de travail source, un triangle a une largeur de 60mm et une hauteur de 30mm. La grille aide les élèves à dessiner le triangle avec précision.

Copiez le triangle et ajustez les deux triangles suivants à des tailles différentes. Dans le flux de travail source, le deuxième triangle a une largeur de 70mm et une hauteur de 35mm, et le troisième triangle a une largeur de 80mm et une hauteur de 40mm.

Utilisez Aligner les guides pour aligner les trois triangles verticalement, puis utilisez l'outil Union pour les fusionner en un seul profil d'arbre de pin. Copiez le profil terminé pour créer la deuxième section de verrouillage.

5.3 Créer les fentes de Cross-Tenon

Utilisez l'outil Rectangle pour dessiner une fente. Dans le flux de travail source, la largeur de la fente est de 3mm, correspondant à l'épaisseur de la feuille, et la hauteur de la fente est de 40mm, soit la moitié de la hauteur du profil d'arbre de 80mm.

Placez une fente à partir du bas d'un profil d'arbre et l'autre à partir du haut du deuxième profil. Utilisez l'outil de jeu de différence pour soustraire la forme de fente de chaque section d'arbre. Lorsque les deux pièces sont insérées ensemble, elles forment une connexion en tenon.

5.4 Définir les paramètres de coupe

Sélectionnez les objets de pin et ouvrez la couche de processus de coupe noire. Dans le flux de travail source, le matériau est réglé sur le bois Osone, le processus est réglé sur la coupe et l'épaisseur de traitement est réglée sur 3mm La vitesse de traitement affichée est de 25 et la puissance est de 70.

5.5 Tester, déboguer et améliorer

6. Projet fini

Une fois les réglages finaux confirmés, les étudiants peuvent couper les deux sections de l'arbre et les assembler à travers les fentes à tenon croisé. Le projet fini est un petit modèle d'arbre de pin debout.

7. Défi d'extension

Après avoir terminé le pin, les élèves peuvent concevoir un autre modèle d'arbre imbriqué. La leçon source suggère un palmier comme activité d'extension. Les élèves peuvent suivre l'exemple ou créer une forme d'arbre plus personnelle.

8. Galerie d'inspiration

Les exemples suivants peuvent être utilisés pour la discussion en classe et l'inspiration de conception. Encouragez les élèves à comparer les formes d'arbres, les positions des fentes, la balance, la méthode d'assemblage et l'effet visuel fini.

9. Note d'équipement pour les enseignants

Ce projet convient aux coupeurs de laser de salle de classe qui soutiennent la coupe de petit-format des matériaux de feuille. Pour des écoles, des makerspaces, et des laboratoires de VAPEUR de débutant, des projets comme les pins 3D, les décorations de verrouillage, les modèles de plat-paquet, et les structures de croix-tenon peuvent être accomplis avec un coupeur de laser de salle de classe tel queSérie de boulons laser Thunder.

Les enseignants peuvent choisir la configuration de la machine et du matériel en fonction de l'espace en classe, de la taille du projet, de l'épaisseur du matériau, de l'ajustement de la fente et des objectifs d'apprentissage. Le même flux de travail imbriqué peut également être adapté à d'autres machines laser CO2 lorsque les étudiants passent à des modèles plus grands ou à des défis d'ingénierie plus avancés.