Projet VAPEUR avec LaserMaker Voiture Inventeur Découpe Laser

Dans ce projet de machine STEAM, les élèves transforment une idée de voiture dessinée à la main en un modèle en bois découpé au laser à l'aide de LaserMaker. La leçon relie le dessin, la numérisation d'image, le nettoyage bitmap, l'extraction de contour, la gravure au laser, la conception de roue, la conception de châssis, les joints de style baïonnette, l'assemblage et les mises à niveau de projets créatifs.

1. Aperçu de la leçon

1.1 Objectif du projet

Les élèves dessineront une conception de voiture originale, la numériseront dans LaserMaker, créeront un contour de coupe utilisable, graveront l'image dessinée à la main, couperont la carrosserie, ajouteront des roues, assembleront une structure de véhicule plus complète et exploreront les mises à niveau facultatives telles que les phares, le mouvement de remontage et le mouvement motorisé.

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 ne doivent utiliser le cutter laser que sous la direction de l'enseignant ou du superviseur de laboratoire. Avant le traitement, vérifiez la mise au point, le placement du matériau, les couches de gravure et de découpe et les réglages de la machine. Lorsque vous ajoutez des lumières ou des moteurs, gardez le câblage bien rangé et testez soigneusement les batteries et les pièces mobiles.

3. Projet Inspiration: Du pinceau magique au projet Maker

La leçon utilise l'idée d'un «pinceau magique» pour aider les élèves à voir le design comme un moyen de concrétiser les idées. Une image dessinée à la main peut devenir un objet physique lorsque les élèves observent l'objet, comprennent sa structure, traitent l'image numériquement et la fabriquent avec un cutter laser.

Pour cette leçon, les élèves créent d'abord une voiture. Ils commencent par la forme de voiture qu'ils imaginent, puis la développent en un modèle mobile ou semi-mobile à travers des pièces supplémentaires et des mises à niveau.

4. Questions de réflexion avant la classe

Avant d'ouvrir le logiciel, les enseignants peuvent guider les étudiants avec des questions pratiques de conception. Ces questions aident les élèves à relier la tâche de dessin créatif à la structure et à la fonction de l'objet réel.

5. Lesson Procedure

5.1 Faire une voiture Silhouette unique

Demandez aux élèves de dessiner la voiture qu'ils imaginent sur papier. La voiture peut être n'importe quelle forme créative, mais le bord extérieur doit être clair et fermé. Un contour fermé aide LaserMaker à créer un contour de coupe utilisable plus tard.

Utilisez une application de numérisation ou une autre méthode approuvée par la classe pour numériser le dessin et l'importer dans LaserMaker. Dans le flux de travail source, l'image numérisée est traitée avec les outils Image. Tout d'abord, utilisez Image> Recadrage pour supprimer l'espace vide et réduire les interférences d'arrière-plan inutiles.

Ensuite, utilisez Image> Contour pour générer un contour à partir de l'image. Le contour peut se chevaucher avec l'image bitmap, de sorte que les étudiants doivent gérer la couche bitmap et la couche vectorielle avec soin.

Supprimez temporairement la coche de sortie de la couche BMP. Sélectionnez et supprimez le contour intérieur, ne laissant que le contour extérieur pour la coupe. Restaurez ensuite la coche de sortie BMP, sélectionnez tous les objets et redimensionnez la largeur de conception à 140mm.

Réglez la couche BMP sur un paramètre de gravure ou de sculpture en contreplaqué. Réglez la couche de coupe sur le paramètre de coupe du contreplaqué pour un matériau de 3,00mm. Après avoir vérifié les couches et prévisualisant la conception, envoyez le fichier au coupeur de laser pour le traitement.

5.2 Fabriquer une voiture à roues monobloc

Pour aider la voiture à se déplacer, les élèves ajoutent des roues et de petits anneaux en bois. Dans LaserMaker, tracez un cercle extérieur de 30mm pour une roue et un cercle intérieur de 2,7mm pour le trou d'essieu. Centrez les cercles, puis utilisez Array Copy avec 2 copies horizontales et 2 copies verticales pour créer quatre roues.

En utilisant la même méthode, dessinez 16 petites structures en anneau en bois avec un diamètre extérieur de 7mm et un diamètre intérieur de 2,7mm. Ces anneaux aident à maintenir les roues en place sur les bâtons en bois.

Tracez un cercle de 3mm au centre de chaque position de roue de la voiture sur la carrosserie. Après avoir réglé les paramètres de gravure et de découpe, le laser a coupé les pièces. Assemblez les roues, les bâtons en bois et les petits anneaux pour compléter la voiture à roues.

5.3 Fabriquer une carrosserie de voiture complète

Pour que le modèle ressemble davantage à une vraie voiture, les étudiants peuvent ajouter un châssis et des panneaux avant et arrière. Dessinez un rectangle de 50mm sur 35mm pour le châssis de la voiture, puis tracez deux rectangles de 15mm sur 35mm pour les panneaux avant et arrière.

Dessinez quatre rectangles auxiliaires de taille 3mm sur 20mm, faites-en pivoter deux de 90 degrés au besoin, placez-les au centre des bords supérieur et inférieur du châssis et sur les panneaux avant et arrière, puis utilisez le soudage par graphe ou des opérations de style Union pour créer des caractéristiques de joint de style baïonnette.

Tracez trois autres rectangles de 3mm par 20mm. Placez-les dans les positions centrales des côtés gauche et droit du châssis et de la zone inférieure de la carrosserie, comme indiqué dans le flux de travail source. Utilisez le retournement horizontal pour compléter le traitement d'image corporelle correspondant.

Utilisez la copie tableau pour augmenter le nombre de roues à huit. Ensuite, définissez les paramètres de gravure et de découpe, traitez les pièces avec le cutter laser et assemblez la version complète de la voiture en fonction des joints de style baïonnette correspondants.

6. traitement de laser

Une fois que les élèves ont terminé leurs fichiers LaserMaker, vérifiez les paramètres de couche, la sélection des matériaux et les paramètres de processus. La leçon source rappelle aux élèves d'ajuster la distance focale avant le traitement pour éviter une coupe incomplète.

7. mise à niveau des travaux: Ajouter une fonction et Motion

7.1 Ajouter des phares

Les étudiants peuvent ajouter des phares simples avec une LED et une pile bouton. Attachez la longue jambe de LED au côté positif de la batterie de bouton et la jambe courte de LED au côté négatif. Tape la lumière à l'avant de la carrosserie de la voiture. Le feu arrière peut être fabriqué de la même manière.

7.2 Fabriquer une voiture semi-automatique

Pour que la voiture roule seule sur une courte distance, les étudiants peuvent ajouter un dispositif de remontage à cordon. Remplacez le petit bâton en bois de la roue arrière par l'arbre rotatif du dispositif de remontage et fixez-le à la carrosserie de la voiture avec de la colle.

7.3 Faire une voiture entièrement automatique

Pour une mise à niveau plus avancée, les étudiants peuvent concevoir des anneaux à trous en D, des roues intérieures et une structure de liaison élastique. Dans le flux de travail source, les élèves créent 8 petits anneaux à trous en D, 4 grands anneaux à trous en D, une petite roue intérieure et deux grandes roues intérieures dans LaserMaker.

Fixez le moteur N20 à l'intérieur de la carrosserie avec de la colle thermofusible, puis assemblez la structure de liaison élastique selon le flux de travail source. Connectez le boîtier de batterie n ° 5 au moteur N20 avec des fils et placez le boîtier de batterie dans la carrosserie de la voiture.

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 présenter leurs modèles de voiture, expliquer leurs choix de conception et de mise à niveau, et discuter de ce qu'ils amélioreraient dans la prochaine version. Cela transforme le projet d'une activité artisanale unique en un défi itératif maker.

11. Le défi de l'extension

Le même flux de travail peut être utilisé au-delà des voitures. Les élèves peuvent dessiner et construire des trains, des avions, des navires, des fusées, des animaux, des plantes, des personnages ou d'autres objets imaginatifs. L'idée clé est de commencer par un dessin, de le transformer en fichier laser numérique, de le fabriquer, puis de le mettre à niveau une version à la fois.

Pour un autre défi, les élèves peuvent améliorer leur voiture automatique en testant différentes tailles de roues, tension élastique, positions du moteur, placement de la batterie et formes de carrosserie pour comparer comment chaque changement affecte le mouvement et la stabilité.

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 de voitures dessinés à la main, des véhicules à roues, des améliorations d'éclairage simples 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, de l'âge des élèves et des besoins de supervision, 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.