Proyecto de corte por láser STEAM Train Inventor con LaserMaker

En este proyecto de fabricante de STEAM, los estudiantes continúan el viaje de diseño de "pincel mágico" al convertir un tren dibujado a mano en un modelo de madera cortado con láser utilizando LaserMaker. La lección revisa el escaneo, recorte, delineado, grabado y corte de imágenes, luego extiende la actividad con ruedas de tren, acopladores, conexiones de carro, engranajes opcionales, un motor pequeño y rieles.

1. Descripción general de la lección

1,1 Objetivo del proyecto

Los estudiantes dibujarán un tren original, lo escanearán en LaserMaker, prepararán un contorno de corte exterior limpio, grabarán el dibujo, cortarán las piezas del tren, diseñarán un cuerpo de tren tridimensional, conectarán vagones de tren con piezas de estilo acoplador, y explore las actualizaciones opcionales, como una sección frontal motorizada y rieles cortados con láser.

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 cortar, compruebe el enfoque, la salida de capa, la colocación del material y los parámetros de procesamiento. Al agregar un motor y una caja de batería, mantenga los cables alejados de los engranajes y las ruedas, y pruebe el tren lentamente antes de ejecutarlo por períodos más largos.

Inspiración del proyecto: del inventor del coche al inventor del tren

Esta lección guía a los estudiantes a hacer un tren basado en las habilidades aprendidas en la lección anterior del inventor del automóvil. El nuevo desafío clave es que un tren no es solo un cuerpo. Un tren incluye una locomotora, carros, ruedas, conexiones de tipo acoplador y, en muchos ejemplos del mundo real, rieles.

4. preguntas de pensamiento pre-clase

Los maestros pueden comenzar la lección con preguntas de comparación de transporte. Estas indicaciones ayudan a los estudiantes a conectar la observación, la estructura y la función antes de comenzar a dibujar.

5. procedimiento de la lección

5,1 Hacer un solo tren de silueta

Pida a los estudiantes que dibujen el tren que imaginan. A diferencia de un modelo de automóvil simple, un tren generalmente incluye una locomotora y varios vagones, por lo que los estudiantes deben dibujar el frente y los vagones por separado.

Utilice una aplicación de escaneo u otro método aprobado por el aula para escanear el dibujo e importarlo a LaserMaker. Primero, use Imagen> Recortar para eliminar el espacio en blanco alrededor de la imagen.

A continuación, utilice Imagen> Contorno para generar el contorno del tren. Seleccione y borre el contorno interior, manteniendo sólo el contorno exterior para el corte. El mapa de bits original puede permanecer para grabar, por lo que el dibujo del estudiante aún es visible en el tren terminado.

Haga doble clic en el área de parámetros de capa en LaserMaker y defina los parámetros de grabado y corte para el proyecto de madera contrachapada. Después de verificar la configuración, envíe el archivo al cortador láser para su procesamiento.

5,2 Hacer un tren tridimensional

Comience por diseñar las ruedas del tren y los pequeños anillos de fijación de madera. En el flujo de trabajo de origen, cada rueda utiliza un círculo exterior de 20mm y un círculo interior de 3mm. Utilice Copia de matriz para crear varias ruedas y anillos de forma eficaz.

A continuación, diseñe las placas de empalme del tren con la función de soldadura. Estas placas ayudan a conectar el cuerpo del tren y soportan la estructura tridimensional.

Coloque las características de la bayoneta en el orden correcto. Dibuja un círculo de 3mm en el centro de cada posición de la rueda. En el flujo de trabajo de origen, las bayonetas 3 y 4 se utilizan para conectar los vagones del tren.

Para conectar los vagones del tren, diseñe piezas de cadena de estilo acoplador. Dibuja un rectángulo de 38mm por 6mm, agrega un rectángulo de 3mm por 10mm en el centro izquierdo para soldar y agrega dos círculos de 3mm en el lado derecho. Utilice Copia de matriz para crear varias piezas de acoplador.

Reflejar los gráficos de la locomotora y el carro según sea necesario para que las piezas coincidentes se puedan ensamblar en ambos lados. Una vez completado el archivo, procese las piezas con el cortador láser.

Después de cortar, instale las ruedas y las placas de empalme en la locomotora y el cuerpo del tren. Conecte dos partes del acoplador a la cola de la locomotora, luego conecte otras dos partes del acoplador a la parte delantera del siguiente automóvil. Use un palo pequeño para conectar las cuatro partes del acoplador. Repita el mismo método para los coches restantes.

6. Procesamiento láser

Importe los archivos de diseño guardados en la máquina de corte por láser para su procesamiento. Antes de procesar, verifique la colocación del material, las capas de grabado y corte, y la distancia focal. La lección de origen recuerda específicamente a los estudiantes que ajusten el enfoque antes de cortar para reducir el riesgo de cortes incompletos.

7. Works Upgrade: Añadir movimiento y rieles

7,1 Añadir un motor pequeño

Para hacer que el tren funcione solo, los estudiantes pueden agregar un pequeño motor al tren. Utilice el diseño de engranaje integrado en LaserMaker Gallery, impórtelo en el espacio de trabajo y utilice Array Copy para crear cuatro engranajes.

Instale dos engranajes en ambos lados del motor. Pegue el pequeño motor debajo de la sección delantera cerca de las ruedas delanteras. Instale los dos engranajes restantes en el eje de la rueda y alinearlos con los engranajes del motor. Si los engranajes del eje de la rueda no son seguros, se puede usar pegamento cuidadosamente para ayudar a fijarlos en su lugar.

Conecte los cables positivo y negativo de la caja de la batería al motor. Una vez que el cableado es seguro y los engranajes están alineados, el tren puede moverse por sí mismo.

7,2 Hacer Rails

Dado que los trenes y los trenes de alta velocidad generalmente funcionan sobre rieles, los estudiantes también pueden diseñar y construir rieles para el tren terminado. Los rieles hacen que el modelo sea más realista y brindan a los estudiantes otra oportunidad para explorar la alineación, el espaciado y las estructuras repetidas.

8. Práctica en el aula y consejos de enseñanza

8,1 Flujo de trabajo del estudiante

8,2 Sugerencias de los profesores

9 Reflexión y evaluación

9,1 Preguntas de reflexión

9,2 Evaluación de estudiantes y pares

Los estudiantes pueden evaluar su propio trabajo y dar retroalimentación basada en la creatividad, la firmeza estructural, la apariencia y la actitud de aprendizaje.

Proyecto terminado y compartir

Al final de la lección, los estudiantes pueden mostrar sus trenes, explicar cómo diseñaron la locomotora, los vagones, los acopladores, las ruedas y las actualizaciones opcionales, y discutir cómo mejorarían la próxima versión.

11. Desafío de extensión

Después de terminar el tren básico, los estudiantes pueden mejorar la versión motorizada cambiando la unidad de potencia, ajustando la conexión del engranaje, mejorando el ajuste del eje de la rueda o probando diferentes números de carro. También pueden diseñar rieles, estaciones, puentes o paisajes más largos para crear un entorno de tren completo.

Para un desafío creativo más amplio, los estudiantes pueden usar el mismo flujo de trabajo de draw-scan-process-cut-upgrade para diseñar otros sistemas conectados, como autobuses, teleféricos, atracciones o módulos de robots vinculados.

12. Nota de equipo para maestros

Este proyecto es adecuado para las cortadoras láser en el aula que soportan el grabado y corte de madera contrachapada delgada para las actividades de los estudiantes. Para las escuelas y los laboratorios STEAM para principiantes, los proyectos como modelos de trenes dibujados a mano, vehículos conectados, ruedas, acopladores 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 según el espacio del aula, las necesidades de supervisión de los estudiantes, el grosor del material, el tamaño del proyecto 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.