Projet VAPEUR avec LaserMaker Avion de ligne inventeur découpe laser

Dans ce projet STEAM maker, les élèves poursuivent le parcours de conception du «pinceau magique» en transformant un avion de passagers dessiné à la main en modèle d'avion de ligne découpé au laser à l'aide de LaserMaker. La leçon passe en revue la numérisation d'image, le recadrage, le tracé, la gravure et la découpe, puis étend l'activité avec le train d'atterrissage, les plaques soudées, les ailes principales, la structure de la queue, les joints à baïonnette, les moteurs doubles, les hélices, le câblage et les tests de contrôle à distance.

1. Aperçu de la leçon

1.1 Objectif du projet

Les étudiants dessineront une vue de côté originale d'un avion passager, la numériseront dans LaserMaker, prépareront un contour de coupe externe propre, graveront le dessin, couperont le corps de l'avion, créeront un modèle d'avion de ligne plus complet avec des ailes et un train d'atterrissage, puis exploreront une mise à niveau à distance utilisant deux petits moteurs et hélices.

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 doivent utiliser la découpeuse laser uniquement sous la direction de l'enseignant ou du superviseur de laboratoire. Avant de couper, vérifiez la mise au point, la sortie de couche, le placement du matériau et les paramètres de traitement. Lorsque vous ajoutez des moteurs et des hélices, gardez les mains, les fils, le papier et les cheveux à l'écart des pièces en rotation et testez le modèle sous surveillance.

3. Inspiration du projet: de l'inventeur de la voiture à l'inventeur de l'avion de ligne

Cette leçon demande aux élèves de construire un avion de ligne basé sur les compétences acquises dans la première leçon. Au lieu de se concentrer uniquement sur une silhouette plate, les élèves ajoutent progressivement une structure, un train d'atterrissage, des ailes et un système de propulsion télécommandé en option.

4. Questions de réflexion avant la classe

Les enseignants peuvent commencer la leçon avec des questions sur la conception de l'avion. Ces invites aident les élèves à observer la structure, le but et la fonction avant de commencer à dessiner.

5. Lesson Procedure

5.1 Faire un avion de ligne Silhouette unique

Demandez aux élèves d'esquisser l'avion de passagers qu'ils imaginent. Une vue latérale fonctionne mieux pour ce projet car elle donne un contour de fuselage clair qui peut être transformé en un contour de coupe.

Utilisez une application de numérisation ou une autre méthode approuvée par la classe pour numériser le dessin et l'importer dans LaserMaker. Tout d'abord, utilisez Image> Recadrage pour supprimer l'espace vide autour de l'image.

Ensuite, utilisez Image> Contour pour générer le contour de l'avion de ligne. Désactivez temporairement la sortie bitmap, sélectionnez et supprimez le contour intérieur et ne conservez que le contour extérieur pour la découpe. Puis réactivez la sortie bitmap afin que le dessin original de l'élève puisse être gravé sur le modèle fini.

Double-cliquez sur la zone des paramètres de couche dans LaserMaker et définissez les paramètres de gravure et de découpe pour le projet de contreplaqué. Après avoir vérifié les paramètres, envoyez le fichier à la découpeuse laser pour traitement.

5.2 Faire un modèle d'avion de ligne complet

Commencez par concevoir les roues du train d'atterrissage de l'avion de ligne et les petites bagues de fixation en bois. Dans le flux de travail source, le diamètre de la roue est de 13mm. Ajoutez un trou central de 3mm à la position de la roue et utilisez Array Copy pour créer les anneaux requis et les pièces répétées.

Ensuite, concevez deux plaques soudées pour l'avion de ligne. Le flux de travail source utilise des plaques soudées de taille 20mm sur 15mm, avec des caractéristiques de carte de taille 10mm sur 3mm. Ces plaques aident à connecter le corps de l'avion et améliorent la stabilité de l'assemblage.

5.3 Dessiner la queue et les ailes principales

Dessinez un rectangle de 60mm sur 15mm pour l'épissage de la queue de l'avion de ligne.

Dessinez un rectangle de 20mm sur 120mm et utilisez l'outil de dessin courbe et ligne de Bessel dans LaserMaker pour créer la forme de l'aile principale. Dans le flux de travail source, les élèves cliquent pour placer des points, font glisser pour créer des arcs et font un clic droit pour terminer le dessin.

Copiez et collez l'aile, puis reproduisez-la pour le côté opposé. Utilisez la fonction de soudage pour connecter l'aile au rectangle, puis répétez la même opération de soudage pour l'autre côté.

Dessinez les caractéristiques de joint de style baïonnette correspondantes et placez-les selon la disposition de la source. Le flux de travail source répertorie les tailles de baïonnette comme 10mm par 2,7mm, 37mm par 2,7mm et 15mm par 2,7mm.

5.4 Assembler le corps et le train d'atterrissage de l'avion de ligne

Une fois toutes les pièces conçues, envoyez le fichier de conception au cutter laser pour le traitement. Une fois que les pièces sont coupées, épisser les plaques soudées dans le corps de l'avion. Utilisez de la colle chaude ou de la colle blanche pour renforcer la structure assemblée si nécessaire.

Fixez les roues à l'avant et à l'arrière de l'avion à l'aide de petits bâtons et d'anneaux en bois pour former le train d'atterrissage. Dans le flux de travail source, le modèle utilise deux roues arrière et une roue avant.

6. traitement de laser

Importez les fichiers de conception enregistrés dans la machine de découpe laser pour le traitement. Avant le traitement, vérifiez le placement du matériau, les couches de gravure et de découpe et la longueur focale. La leçon source rappelle aux élèves d'ajuster la mise au point avant de couper pour réduire le risque de coupes incomplètes.

7. mise à niveau fonctionne: ajouter une télécommande

7.1 Installer le récepteur et les moteurs

Pour la mise à niveau de la télécommande, fixez la carte de réception à la queue verticale de l'avion de passagers. Collez ensuite deux petits moteurs symétriquement des deux côtés de l'aile principale et installez des hélices sur les arbres du moteur.

7.2 Raccordez le boîtier de batterie, l'interrupteur et le récepteur

Sortez la boîte de batterie et commutez. Connectez le fil noir, ou le fil négatif, du boîtier de batterie à la carte du récepteur avec du ruban électrique. Connectez le fil rouge, ou fil positif, au commutateur comme indiqué dans le flux de travail source.

Connectez la ligne BL, les fils verts et blancs, sur la carte réceptrice au petit moteur à droite. Installez la batterie, allumez le commutateur et appuyez sur le bouton droit de la télécommande pour vérifier si le moteur tourne.

Connectez la ligne BF, les fils bleu et jaune, sur la carte du récepteur au petit moteur à gauche. Allumez à nouveau l'interrupteur et appuyez sur le bouton gauche de la télécommande pour vérifier si le moteur gauche tourne.

7.3 Direction de l'hélice d'essai

Les deux hélices doivent tourner dans des directions opposées. Dans le flux de travail source, l'hélice gauche tourne dans le sens horaire et l'hélice droite tourne dans le sens antihoraire. L'arc B de chaque pale d'hélice doit se pencher vers l'intérieur.

Après avoir installé la batterie au lithium 18650 et allumé l'interrupteur, utilisez la télécommande pour vérifier si les hélices peuvent faire avancer l'avion. Si les boutons inférieurs font rouler l'avion en arrière, retirez les fils du moteur, échangez leurs positions et reconnectez-les tout en gardant les fils vert et blanc sur le moteur droit et les fils bleu et jaune sur le moteur gauche.

8. Pratique en classe et conseils pédagogiques

8.1 Flux de travail des étudiants

8.2 Suggestions de l'enseignant

9. Réflexion et évaluation

9.1 Questions de réflexion

9.2 Évaluation des élèves et des pairs

Les élèves peuvent évaluer leur propre travail et donner des commentaires basés sur la créativité, la fermeté structurelle, l'apparence et l'attitude d'apprentissage.

10. Projet terminé et partage

À la fin de la leçon, les élèves peuvent afficher leurs modèles d'avion de ligne, expliquer comment ils ont conçu le fuselage, les ailes, la queue, le train d'atterrissage et la mise à niveau de la télécommande, et discuter de ce qu'ils amélioreraient dans la prochaine version.

11. Le défi de l'extension

Après avoir terminé le modèle de base de l'avion de ligne, les étudiants peuvent redessiner la forme de l'aile, ajuster les positions du train d'atterrissage, améliorer le support de la queue, tester différentes positions du moteur ou comparer les directions des hélices. Ils peuvent également concevoir une piste d'aéroport, un terminal, un hangar, un présentoir ou une exposition de transport en classe pour étendre l'environnement du projet.

Pour un défi créatif plus large, les élèves peuvent utiliser le même flux de travail de dessin-balayage-processus-coupe-mise à niveau pour concevoir d'autres véhicules, tels que des planeurs, des hélicoptères, des fusées, des bateaux, des trains ou des concepts de transport futurs.

12. Note d'équipement pour les enseignants

Ce projet convient aux coupeurs de laser de salle de classe qui soutiennent la gravure et la coupe du contreplaqué mince pour des activités de fabricant d'étudiant. Pour les écoles et les laboratoires STEAM pour débutants, des projets tels que des modèles d'avions dessinés à la main, des ailes, des trains d'atterrissage et des activités LaserMaker pour débutants peuvent être complétés avec un cutter laser en classe tel que leSérie de boulons laser Thunder.

Les enseignants peuvent choisir la machine et la configuration du matériel en fonction de l'espace en classe, des besoins de supervision des élèves, de l'épaisseur du matériau, de la taille du projet et de la configuration de la ventilation. Les élèves doivent toujours tester les paramètres, vérifier la mise au point et suivre les règles de sécurité laser de l'école avant la découpe finale.