Proyecto de corte por láser STEAM Music Windmill con LaserMaker

En este proyecto de mecanismo STEAM, los estudiantes diseñan y construyen un molino de viento de música utilizando LaserMaker, una máquina de corte por láser y un movimiento de caja de música. La lección conecta el diseño del cuerpo de la caja, la decoración de ventanas y puertas, las piezas del borde de estilo bayoneta, la colocación de orificios, el diseño de cuchillas de molino de viento, la configuración de capas, el procesamiento láser y el ensamblaje práctico.

1. Descripción general de la lección

1,1 Objetivo del proyecto

Los estudiantes modificarán un archivo de diseño de caja, crearán ventanas y puertas, diseñarán llantas decorativas con características de estilo bayoneta, agregarán agujeros para un movimiento de caja de música, dibujarán cuchillas de molino de viento, establecerán parámetros de procesamiento láser, cortarán las piezas, ensamblarán un cuerpo cuboide, instalarán el movimiento y adjuntarán el conjunto de la cuchilla del molino de viento.

1,2 Uso recomendado en el aula

2. Objetivos de aprendizaje

2,1 Lo que aprenden los estudiantes

2,2 Habilidades de STEAM desarrolladas

2,3 Fabricación responsable

Los estudiantes deben operar el cortador láser solo bajo la guía del maestro o supervisor de laboratorio. Antes de procesar, verifique la colocación del material, la distancia focal, el orden de las capas, el procesamiento de líneas y las trayectorias de corte. Durante el montaje, maneje el pegamento caliente con cuidado, apriete los tornillos solo después de que el movimiento esté alineado y mantenga los dedos alejados de las partes móviles.

Contexto del proyecto: De la caja de música al molino de viento de música

El proyecto del molino de viento de música les pide a los estudiantes que piensen más allá de una caja de música básica. En lugar de colocar el movimiento dentro de una simple caja, los estudiantes crean un objeto temático con ventanas, puertas, bordes decorativos y cuchillas de molino de viento.

El desafío de diseño es hacer que el molino de viento parezca completo, dejando suficiente espacio y agujeros precisos para el movimiento de la caja de música. Los estudiantes deben pensar en la estructura del cuerpo, la posición de la cuchilla, los orificios de instalación y cómo se ensamblará el modelo final.

4. preguntas de pensamiento pre-clase

Antes de abrir el software, los profesores pueden guiar a los estudiantes con una breve revisión y preguntas de diseño.

5. procedimiento de la lección

5,1 Preparar el archivo de diseño de la caja

Abra el archivo de dibujo de diseño para el cuadro en LaserMaker y mueva cada pieza a su lugar. Los estudiantes deben revisar las seis piezas principales de madera que luego se ensamblarán en un cuerpo cuboide.

5,2 Dibuja las ventanas

Dibuja un rectángulo de 10mm por 15mm como la unidad de ventana pequeña. Utilice Copia de matriz según el diseño del proyecto para que los huecos de las ventanas se puedan repetir cuidadosamente.

Dibuja un rectángulo de 30mm por 60mm como marco de ventana y establece el color de la capa en rojo. Luego haga una copia de la ventana y coloque las ventanas repetidas en la pieza de pared rectangular de la caja.

5,3 Dibujar las puertas y ventanas pequeñas

Dibuja un rectángulo de 30mm por 60mm para el marco interior de la puerta y un rectángulo de 36mm por 66mm para el marco exterior de la puerta. Estos dos rectángulos ayudan a crear una estructura de puerta clara en el cuerpo del molino de viento.

Para la ventana de la puerta, dibuje un cuadrado interior de 20mm por 20mm y un cuadrado exterior de 22mm por 22mm, luego págalo de acuerdo con el diseño. Dibuje un rectángulo de 2mm por 17mm y cópielo en su posición como se muestra en el flujo de trabajo de origen.

Dibuje la manija de la puerta con un círculo interno de 1,5mm y un círculo externo de 4mm, luego cambie la capa a rojo. Coloque la puerta terminada en el cuerpo del molino de viento.

5,4 Dibujar las llantas de ventana y puerta

Dibuja un rectángulo de 10mm por 2,7mm como la característica de bayoneta para el borde de la ventana. Utilice Forma> Rotar gráficos para rotar el rectángulo 30 grados.

Dibuja un rectángulo temporal y colocarlo en el centro de la ventana para medir la distancia entre las dos bayonetas de borde. Alinee ambas partes del borde de la ventana alrededor de la referencia central, luego repita el mismo método para las ventanas y puertas restantes.

Dibuja un rectángulo de 2,6mm por 25mm como borde de la ventana. Gire el mismo ángulo que la bayoneta y compruebe si las dos partes se superponen correctamente.

Dibuja un rectángulo de 3,2mm por 5mm para medir la distancia entre los dos bordes de la ventana. Después de la medición es correcta, gire la parte de nuevo a un ángulo de 90 grados y colocarlo en el borde de la ventana.

Dibuja un rectángulo de posición de tarjeta de 3,2mm por 10mm y ponlo en el borde de la ventana. Retire la caja pequeña y use Soldadura para conectar la estructura. Repita la misma operación en el otro lado y, a continuación, utilice Copia de matriz para crear las piezas restantes de la llanta.

5,5 Añadir agujeros para el movimiento de la caja de música

Dibuja un círculo de 6,5mm para el agujero de cuerda y dos círculos de 3,15mm para los agujeros de los tornillos. Durante el proceso de diseño, dibuje un rectángulo de 19mm por 1,5mm como referencia de medición para la distancia entre los dos orificios de los tornillos.

5,6 Dibujar las cuchillas del molino de viento

Dibuja un rectángulo de 30mm por 90mm para una cuchilla de molino de viento. A continuación, dibuje un cuadrado de 5mm por 5mm como referencia de medición aproximada para la posición de la rejilla de la cuchilla.

Elimine el cuadrado sobrante y utilice la copia de matriz según el diseño del blade. Copia tres cuchillas adicionales y gírelas en su posición. La posición de la rejilla de cada una de las cuatro cuchillas debería estar desplazada en lugar de ser idéntica.

Alinee y mueva las palas del molino de viento según la línea de referencia roja en el diseño de origen. Luego dibuje rectángulos entre las cuchillas y use Soldadura para conectar la estructura de la cuchilla.

Después de que se complete el ensamblaje de la cuchilla del molino de viento, ajuste las posiciones de la parte final para que el diseño completo del molino de viento de música esté listo para el procesamiento.

5,7 Establecer parámetros de procesamiento láser

Una vez finalizado el diseño, establezca los parámetros de la capa y ajuste el orden de procesamiento. El flujo de trabajo de origen indica que el procesamiento de línea debe venir antes del corte.

6. Procesamiento láser

Importe el archivo de diseño completado en la máquina de corte por láser para su procesamiento. Antes de comenzar el trabajo, ajuste la distancia focal cuidadosamente para reducir el riesgo de corte incompleto.

7. empalme y asamblea

7,1 Instalar el movimiento de la caja de música

Retire el mango del resorte del movimiento de la caja de música. Instale el movimiento en la parte cortada con láser que se muestra en el flujo de trabajo de origen y asegórelo con tornillos.

7,2 Ensamblar el cuerpo de la caja

Montar las seis piezas de madera de acuerdo con la estructura a juego y construirlos en un cuboide. Compruebe el ajuste de los bordes antes de aplicar pegamento o presión final.

7,3 Instalar las piezas pequeñas

Instale las piezas pequeñas restantes de acuerdo con el diseño del proyecto. Estas piezas ayudan a completar la apariencia del molino de viento y soportan el ensamblaje final de la pala.

7,4 Adjuntar el ensamblaje de la cuchilla del molino de viento

Use pegamento de látex blanco o pegamento de fusión en caliente para conectar el mango del molino de viento y el conjunto de la cuchilla del molino de viento. Luego instale el ensamblaje de la cuchilla en el cuerpo de la caja de música del molino de viento.

8.-Probar, depurar y mejorar

Después de la asamblea, pruebe el movimiento de la caja de música y observe si el modelo es estable. Los estudiantes deben verificar si el movimiento es seguro, el conjunto de la cuchilla está firmemente unido y el cuerpo de la caja mantiene su forma durante el uso.

9. Práctica en el aula y consejos de enseñanza

9,1 Flujo de trabajo del estudiante

9,2 Sugerencias de los profesores

10. Reflexión y evaluación

10,1 Preguntas de reflexión

10,2 Evaluación de estudiantes y pares

Los estudiantes pueden evaluar su propio trabajo y dar retroalimentación basada en la creatividad, el proceso técnico, el efecto artístico y la colaboración.

11. Proyecto terminado y uso compartido

Al final de la lección, los estudiantes pueden presentar sus molinos de viento de música, explicar cómo diseñaron el cuerpo, las ventanas, las puertas, el ensamblaje de la cuchilla y la instalación del movimiento de la caja de música, y discutir qué mejorarían en la próxima versión.

12. Desafío de extensión

Después de terminar el molino de viento de música básica, los estudiantes pueden rediseñar el cuerpo del molino de viento, cambiar la forma de la cuchilla, agregar ventanas y puertas más detalladas, o crear una nueva estructura de caja de música temática. También pueden probar cómo el tamaño de la cuchilla, la posición de la cuchilla, la forma del cuerpo y la decoración afectan la apariencia final.

Para un desafío de mecanismo, los estudiantes pueden comparar cómo se instala el movimiento de la caja de música en forma de corazón, el automóvil de música y el molino de viento de música, y luego explicar cómo un movimiento puede admitir diferentes diseños de productos.

13. Nota de equipo para maestros

Este proyecto es adecuado para cortadores láser en el aula que admiten el corte y grabado de materiales laminares para proyectos de pequeños fabricantes y mecanismos. Para las escuelas y los laboratorios de STEAM para principiantes, proyectos como molinos de viento de música, modelos de cajas de música, cajas decorativas y actividades de LaserMaker para principiantes se pueden completar con un cortador láser para el aula como elSerie Thunder Laser Bolt.

Los maestros pueden elegir la configuración de la máquina y el material en función del espacio del aula, las necesidades de supervisión de los estudiantes, el grosor del material, el tamaño del proyecto, las dimensiones del movimiento de la caja de música y la configuración de ventilación. Los estudiantes siempre deben probar los ajustes, verificar el enfoque y seguir las reglas de seguridad láser de la escuela antes del corte final.