このSTEAMメーカープロジェクトでは、学生は手描きの飛行機のアイデアをLaserMakerを使用してレーザーカット戦闘機モデルに変えることで、「マジックブラシ」デザインの旅を続けています。レッスンでは、画像のスキャン、トリミング、アウトライン、彫刻、切断をレビューし、着陸装置、溶接プレート、メインウィング、テール構造、バヨネットスタイルのジョイント、小型モーター、プロペラでアクティビティを拡張します。

このプロジェクトは、以前の自動車発明者のレッスンに基づいています。学生は同じドロースキャン-プロセス-カットワークフローを使用してから、飛行機のモデルが胴体、翼、尾、着陸装置などのさまざまな構造部品をどのように必要とするかを学びます。

飛行機の発明者STEAMレーザー切断プロジェクトカバー画像 — 学生は、描画、LaserMaker、およびレーザー切断を使用して、飛行機のアイデアを物理的なモデルに変えます。

1.レッスンの概要

アイテム	詳細
プロジェクト	飛行機発明者/戦闘機レーザー切断プロジェクト
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	手描き、画像スキャン、画像トリミング、アウトライン抽出、ビットマップ彫刻、ベクトル切断、着陸装置設計、溶接プレート設計、Bスプラインまたはカーブ描画、ミラーリング、バヨネットスタイルのジョイント、モーターアップグレード、およびアセンブリ
提案された材料と部品	合板、紙、ドローイングペン、小さな木の棒、木製のリング、小さなモーター、プロペラ、バッテリーボックス、ワイヤー、ホットグルーまたは白い接着剤、オプションの装飾アクセサリー
教室フィット	レーザー切断およびメーカープロジェクト、STEAMアートおよびエンジニアリング、輸送設計、初心者LaserMakerレビュー、クリエイティブプロトタイピング、飛行機モデル設計、および実践的な教室アセンブリ

1.1プロジェクトの目標

学生は、オリジナルの戦闘機のサイドビューを描画し、LaserMakerにスキャンし、きれいな外側の切断輪郭を準備し、図面を彫刻し、飛行機の本体を切断し、翼と着陸装置を備えた3次元バージョンを作成し、オプションのモーターを探索します。-プロペラのアップグレード。

1.2推奨される教室の使用

教師の場合:このプロジェクトを使用して、航空機の構造、曲線の描画、ミラーリング、着陸装置、および単純な動力付きモーションを導入しながら、自動車の発明者のワークフローを確認します。

学生のために:アクティビティを使用して、図面をレーザーカットの飛行機モデルに変え、翼、テールパーツ、ホイール、モーター、およびプロペラでそれを改善します。

Makerspacesの場合:クリエイティブな描画、レーザー切断、組み立て、シンプルな電気部品を組み合わせた、初心者向けの輸送プロジェクトとして使用します。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

民間航空機と軍用機を設計と機能の観点から比較します。

胴体、メインウィング、テール、コックピットエリア、エンジンエリア、着陸装置などの主要な飛行機モデル構造を特定します。

クリアなサイドビュー図面を作成し、Picture CropとPicture Outlineを使用してLaserMakerで処理します。

レーザーカットされた着陸装置ホイール、小さな木製リング、溶接プレート、テールパーツ、メインウィング、バヨネットスタイルのジョイントを設計します。

モデルを組み立て、オプションの小型モーターとプロペラのアップグレードをテストします。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:想像力豊かな飛行機の絵から始めて、構造、バランス、詳細、オプションの動きでモデルを改善します。

計算思考:トリミング、アウトライン、レイヤー、寸法、アレイ、ミラーリング、および繰り返し部品を使用して、生産対応のレーザーファイルを準備します。

エンジニアリング思考:翼の配置、テールサポート、着陸装置の安定性、プロペラのクリアランス、モーターの位置、および安全な配線について検討します。

2.3責任あるメイキング

学生は、教師またはラボの監督者の指導の下でのみレーザーカッターを操作する必要があります。カットする前に、フォーカス、レイヤー出力、マテリアル配置、および処理パラメータを確認してください。モーターとプロペラを追加するときは、回転するプロペラから手、ワイヤー、緩んだ部品を離し、監督下でモデルをゆっくりとテストします。

3.プロジェクトのインスピレーション: 車の発明者から飛行機の発明者へ

このレッスンでは、最初のレッスンで学んだスキルに基づいて戦闘機モデルを作成するよう生徒に求めます。ソースプロジェクトでは、モデルのテーマとしてBF109-style飛行機を使用していますが、教師は、一般的な航空機の構造、モデルの設計、および安全なメーカーの実践に焦点を当てるように生徒をガイドできます。

飛行機構造教室思考プロンプト — 設計する前に、学生は航空機の使用法と基本構造について話し合います。

4.クラス前の思考の質問

教師は航空機比較の質問からレッスンを始めることができます。これらのプロンプトは、生徒が描画を開始する前に、構造、機能、および設計の違いを観察するのに役立ちます。

使用に関しては、航空機の2つの広いカテゴリーは何ですか?

旅客機と戦闘機の違いは何ですか?

戦闘機モデルの基本的な目に見える構造は何ですか?

学生はすでにどのような飛行機のデザインや航空機の例を知っていますか?

教室ディスカッション:学生は、サイズ、目的、操縦性、および目に見える構造によって、民間航空機と軍用機を比較できます。このメーカープロジェクトでは、観察、モデル設計、デジタル製造、安全な組み立てに焦点を当てる必要があります。

5.レッスン手順

5.1単一のシルエット戦闘機ジェットを作る

想像する戦闘機のスケッチを生徒に依頼します。側面図は、切断輪郭に加工できる明確な胴体の輪郭を与えるため、このプロジェクトに最適です。

紙に戦闘機のサイドビューを描く手 — 生徒は、図面をLaserMakerにインポートする前に、サイドビュー飛行機をスケッチします。

スキャンアプリまたは教室で承認された別の方法を使用して、図面をスキャンし、LaserMakerにインポートします。まず、Picture > Cropを使用して、画像の周りの空白スペースを削除します。

LaserMakerでスキャンされた戦闘機の描画をトリミングする — ソフトウェアが便利な画像領域に焦点を合わせるように、スキャンした図面をトリミングします。

次に、写真> アウトラインを使用して飛行機のアウトラインを生成します。内側のアウトラインを選択して削除し、外側のアウトラインのみをカットします。元のビットマップは彫刻用に残すことができるため、生徒の描画は完成したモデルに引き続き表示されます。

LaserMakerでの戦闘機の描画に画像の概要を使用する — アウトラインを生成し、切断のために外側の輪郭を保ちます。

LaserMakerでレイヤーパラメータ領域をダブルクリックし、合板プロジェクトの彫刻および切断パラメータを設定します。設定を確認した後、ファイルをレーザーカッターに送信して処理します。

戦闘机プロジェクトのレイヤーパラメータ设定 — 処理する前にレイヤーパラメータを設定します。

完成したシングルシルエットレーザーカット戦闘機 — シングルシルエット飛行機モデルを完成させます。

5.2三次元戦闘機を作る

着陸装置用の大小の車輪と小さな木製の固定リングを設計することから始めます。ソースワークフローでは、大きなホイール直径は15.53mm、小さなホイール直径は11 mmです。各ホイール位置に3 mmの中心穴を追加し、配列コピーを使用して複数のリングを作成します。

LaserMakerで着陸装置の車輪と木製のリングを描く — 中央の穴がある着陸装置の車輪と木製のリングを作成します。

次に、戦闘機用の2つの溶接プレートを設計します。ソースワークフローは、22mm x 55mmのサイズの溶接プレートを使用し、カード機能は10mm x 3mmのサイズです。

戦闘機用の溶接プレートの設計 — 飛行機の本体を一緒に保持するのに役立つ溶接プレートを設計します。

5.3尾とメインの翼を描く

戦闘機の尾部を接合するために50mm x 20mmの長方形を描きます。

戦闘機用のテールスプライシング長方形を描く — 翼の構造を作成する前に、テールスプライシング部分を描画します。

LaserMakerのカーブとライン描画ツールを使用して、メインウィングの片側を描画します。ソースワークフローでは、生徒がクリックしてポイントを配置し、ドラッグして円弧を作成し、右クリックして描画を終了します。

ツールヒント:カーブツールは、学生が単純な長方形や直線よりも滑らかな空力的に見える形状を作成できるため、飛行機の翼に役立ちます。

カーブツールで戦闘機のメインウィングを描く — カーブとラインツールでメインウィングの片側を描きます。

翼をコピーして貼り付けてから、反対側にミラーリングします。 22mm × 95 mmの長方形を描き、溶接機能を使用して翼を長方形に接続します。翼の反対側の溶接操作を繰り返します。

戦闘機の翼のミラーリングと溶接 — 翼をミラーリングし、メインウィングサポートの長方形に溶接します。

対応するバヨネットスタイルのジョイント機能を描画し、ソースレイアウトに従って配置します。ソースワークフローには、バヨネットサイズが20mm x 2.80mm、35mm x 3mm、および10mm x 2.7mmとしてリストされています。

戦闘機モデルのバヨネットスタイルのジョイントを描く — バヨネットスタイルのジョイント機能を作成します。

処理する前に戦闘機の部品をミラーリングする — 最終処理の前に画像をミラーリングします。

5.4 3次元モデルを組み立てる

すべての部品が設計されたら、加工のためにデザインファイルをレーザーカッターに送ってください。部品が切断されたら、溶接されたプレート、メインウィング、テールを飛行機の本体につなぎ合わせます。必要に応じて、ホットグルーまたは白い接着剤を使用して、組み立てられた構造を補強します。

レーザーカット戦闘機に溶接プレートを組み立てる — 溶接されたプレートを飛行機の本体につなぎます。

戦闘機のメインウィングとテールを組み立てる — メインウィングとテールパーツを取り付けます。

小さな棒と木製のリングを使用して、大小の車輪を戦闘機の前後に取り付けます。ソースワークフローでは、大きなホイールが前面に取り付けられ、小さなホイールが背面に取り付けられます。

6.レーザー加工

加工のためにレーザー切断機に保存されたデザインファイルをインポートします。処理する前に、材料の配置、彫刻と切断のレイヤー、および焦点距離を確認してください。ソースレッスンでは、カットする前にフォーカスを調整して、不完全なカットのリスクを減らすように生徒に思い出させます。

戦闘機プロジェクトのレーザー切断加工リマインダー — レーザージョブを開始する前に、フォーカスと処理の設定を確認してください。

7. Worksのアップグレード: モーターとプロペラを追加

パワードディスプレイモデルを作成するために、学生は戦闘機の前面に小さなモーターを追加し、回転シャフトにプロペラを取り付けることができます。このアップグレードは、学生が物理モデルを単純な電気運動に接続するのに役立ちます。

戦闘機モデルの前面に小さなモーターを追加する — 小さなモーターをモデルの前面に接着し、プロペラを追加します。

完成した電動戦闘機モデル — バッテリーボックスのワイヤをモーターに接続し、電源のアップグレードをテストします。

テストのリマインダー:プロペラは可動部分です。生徒は、教師の指導でのみモーターをテストし、回転している間は、指、髪の毛、ゆるい紙、ワイヤーをプロペラから離しておく必要があります。

8.教室の実践と教育のヒント

8.1学生ワークフロー

手描き:生徒に紙とペンを渡してから、スキャンする前に飛行機のサイドビューの外側の輪郭がはっきりしていることを確認します。

ソフトウェアデザイン:インポート、トリミング、アウトライン、内側の輪郭の削除、レイヤーの設定、着陸装置のホイールの作成、翼の描画を生徒にガイドします。

マシン処理:安全な教室の順序で生徒のファイルを処理し、カットする前にフォーカスを確認します。

アセンブリ:生徒がボディ、溶接プレート、翼、尾、着陸装置、および教師のサポートを受けてオプションのモーターアップグレードを組み立てます。

8.2教師の提案

飛行機プロジェクトを導入する前に、自動車の発明者のワークフローを確認して、学生が再利用されているものと新しいものを理解できるようにします。

競争力や武器に焦点を当てた詳細ではなく、モデル構造と安全な作成に焦点を合わせるように学生を奨励します。

授業時間が限られている場合は、スペアホイール、木製リング、小さなスティック、溶接プレート部品を準備します。

必要に応じて、複数の学生用飛行機の部品を1つのレーザー処理ファイルに配置して、バッチ処理を使用します。

翼の形状、着陸装置の配置、およびテールサポートがモデルの外観と安定性にどのように影響するかを比較するように生徒に依頼します。

9.反射と評価

9.1リフレクションの質問

戦闘機モデルの基本的な目に見える構造は何ですか?

飛行機のモデルは、以前のレッスンで作られた車や列車のモデルとどう違うのですか?

飛行機モデルのバランス、外観、または動力付きモーションをどのように改善できますか?

9.2学生とピアの評価

学生は自分の仕事を評価し、創造性、構造の堅さ、外観、学習態度に基づいて仲間からフィードバックを与えることができます。

評価アイテム	自己評価	ピア評価
創造性、30ポイント
堅さ、30ポイント
外観、20ポイント
態度を学ぶ、20ポイント
合計、100ポイント

10.完成したプロジェクトと共有

レッスンの最後に、生徒は飛行機のモデルを表示し、胴体、翼、尾、着陸装置、オプションのモーターアップグレードをどのように設計したかを説明し、次のバージョンで何を改善するかについて話し合うことができます。

飛行機の発明者レーザーカット作品を発表する学生 — 学生は飛行機のデザインを提示し、創造的な選択を説明することができます。

飛行機発明家プロジェクトの学生作品展示 — 完成した作品は、創造的、技術的、チームワークの観点から議論できます。

11だエクステンションチャレンジ

基本的な飛行機モデルを完成させた後、学生は翼の形状を再設計したり、着陸装置の位置を調整したり、テールサポートを改善したり、さまざまなプロペラとモーターの配置を比較したりできます。また、空港の滑走路、格納庫、陳列台、または教室の飛行履歴の展示を設計して、プロジェクト環境を拡張することもできます。

より幅広い創造的な課題のために、学生は同じドロースキャン-プロセス-カットアップグレードワークフローを使用して、グライダー、ヘリコプター、ロケット、ボート、電車、または将来の輸送コンセプトなどの他の車両を設計できます。

12. 教師向け機器ノート

このプロジェクトは、学生メーカーの活動のための薄い合板の彫刻と切断をサポートする教室のレーザーカッターに適しています。学校や初心者のSTEAMラボでは、手描きの飛行機モデル、翼、着陸装置、初心者のLaserMakerアクティビティなどのプロジェクトを、次のような教室のレーザーカッターで完了できます。雷レーザーボルトシリーズ.

教師は、教室のスペース、学生の監督のニーズ、材料の厚さ、プロジェクトのサイズ、および換気のセットアップに基づいて、機械と材料のセットアップを選択できます。生徒は、最終的な切断の前に、常に設定をテストし、フォーカスを確認し、学校のレーザー安全規則に従う必要があります。

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