このSTEAMメカニズムプロジェクトでは、学生はLaserMaker、レーザー切断機、およびオルゴールの動きを使用してカルーセルオルゴールを設計および構築します。このレッスンでは、ボックスボディレイアウト、穴の配置、回転ベースのデザイン、小さな穴の配置、時計仕掛けのスロットのデザイン、馬の姿の選択、レーザー加工、およびハンズオンアセンブリを接続します。

このプロジェクトは、オルゴールの動きをカルーセルスタイルのモデルに変えることにより、以前のオルゴールの活動を拡張します。生徒は、ムーブメント、ボックスボディ、回転ディスク、馬のフィギュア、スティック、ワインドアップハンドルがどのように連携して完成した装飾メカニズムを作成するかを学びます。

カルーセルオルゴールSTEAMレーザー切断プロジェクトカバー画像 — 学生は、LaserMaker、レーザー切断、および組み立てスキルを使用して、カルーセルオルゴールを作成します。

1.レッスンの概要

アイテム	詳細
プロジェクト	カルーセルオルゴールレーザー切断プロジェクト
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	ボックスファイルの配置、円の描画、穴の配置、回転、ディスクのデザイン、楕円形のスロットのデザイン、馬のファイルのインポート、レイヤーパラメーターのセットアップ、レーザー切断、接着、カルーセルアセンブリ
提案された材料と部品	レーザーカットシート素材、オルゴールの動き、ネジ、小さなスティック、馬の部品、ホットグルーまたは白いラテックス、および基本的な教室の組み立てツール
教室フィット	ロボット工学とメカニズムプロジェクト、音楽をテーマにしたSTEAMアクティビティ、回転構造、レーザー切断、製品デザイン、初心者のLaserMaker実践、創造的な教室プロジェクト

1.1プロジェクトの目標

学生は、レーザーカットボックス構造を準備し、オルゴールの動きのための穴を追加し、回転するカルーセルベースを設計し、馬のグラフィックをインポートして配置し、レーザー処理パラメーターを設定し、部品をカットし、ボックスを組み立て、馬のフィギュアを棒に取り付けます。カルーセルオルゴールを完成させます。

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、オルゴールのメカニズム、回転プラットフォーム、装飾オブジェクトのデザイン、およびレーザーカットアセンブリを接続します。

学生のために:アクティビティを使用してカルーセルモデルを設計し、正確な穴、回転、接着、および組み立てが最終製品にどのように影響するかを理解します。

Makerspacesの場合:デジタルデザイン、カッティング、クラフトアセンブリ、クリエイティブなスタイリングを組み合わせたコンパクトなメカニズム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

オルゴールのムーブメントをレーザーカット構造内に取り付ける方法を確認します。

LaserMakerを使用して、ボックスデザインファイルを配置し、動き、ネジの位置、およびワインドアップハンドル用の穴を配置します。

100 mmディスク、2.7mmの小さな穴、30 mmの円、および7 mm x 25 mmの楕円形の時計仕掛けスロットを使用して回転ベースを作成します。

馬のグラフィックをインポートし、適切な馬のパーツを選択し、最終的なカッティングレイアウトを整理します。

箱を組み立て、馬を棒に取り付け、回転するベースを接続し、ワインドアップハンドルを挿入し、完成したカルーセルをテストします。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:オルゴールの動きを、認識可能なテーマと個人的な装飾を備えたカルーセルスタイルのオブジェクトに変えます。

計算思考:円のサイズ、穴の間隔、回転、レイヤーの順序、および繰り返し部品を使用して、正確なレーザー切断ファイルを作成します。

エンジニアリング思考:動きの位置合わせ、ディスクの回転、ネジ穴の配置、スティックの方向、馬の向き、接着剤の強度、および最終的な安定性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。処理する前に、材料の配置、焦点距離、層の順序、ライン処理、および切断経路を確認します。組み立て中は、ホットグルーを注意深く使用し、ネジを締める前に動きを合わせ、回転構造をゆっくりとテストします。

3.プロジェクトコンテキスト: オルゴールからカルーセルまで

カルーセルオルゴールは、おなじみのオルゴールの動きと回転するストーリーのようなディスプレイを組み合わせたものです。このプロジェクトでは、学生はムーブメントを保持するためにボックスボディを使用し、カルーセル馬をサポートするために円形のベースを使用します。

主な設計上の課題は、移動穴、回転ベース、馬の棒、ワインドアップハンドルを合わせることです。生徒は、スプリングハンドルがどこに行くのか、ベースがどのように取り付けられるのか、そして馬の方向が最終的な外観にどのように影響するのかを考える必要があります。

カルーセルオルゴール教室のインスピレーション画像 — 教師は、カルーセルオルゴールをどのように設計するか、どの材料を選択するかを生徒に尋ねることから始めることができます。

4.クラス前の思考の質問

ソフトウェアを開く前に、教師は短いデザインとメカニズムの質問で生徒を導くことができます。

カルーセルオルゴールを作るように頼まれたら、どうやって作るのですか?

カルーセルのボディ、ベース、馬のフィギュアにはどのような素材を選びますか?

オルゴールの動きを回転ディスプレイにどのように接続できますか?

カルーセルを認識しやすくする詳細は何ですか?

カルーセルをより個人的または美しく見せるにはどうすればよいですか?

5.レッスン手順

5.1 Boxデザインファイルの準備

LaserMakerでボックスのデザインファイルを開き、各パーツを所定の位置に移動します。生徒は、穴を追加してコンポーネントを回転させる前に、カルーセルオルゴールの本体を形成する部品を特定する必要があります。

LaserMakerでカルーセルボックスのデザインファイルを開いて配置する — ボックスファイルを開き、LaserMakerワークスペースで各パーツを配置します。

5.2オルゴールの動きのための穴を追加する

オルゴールの動きのためのワインドアップ穴として6.5mmの円を描きます。次に、ネジ穴として2つの3.15mm円を描きます。設計プロセス中、19mm × 1.5mmの長方形を、2つのネジ穴間の距離の測定基準として使用できます。

カルーセルオルゴールのためのワインドアップとネジ穴を描く — ワインドアップ穴、ネジ穴、穴の間隔の測定基準を追加します。

オルゴールの動きの実際のサイズとレイアウトに従って穴の位置を調整します。ソースワークフローでは、穴の位置を調整するために回転が使用されます。ワインドアップハンドルが正しく機能するように、中央のスプリングホールは中央にとどまる必要があります。

回転を伴うカルーセルオルゴールの動きの穴を調整する — 移動穴の位置を調整し、中央のスプリング穴を中心に保ちます。

測定リマインダー:オルゴールの動きは変わるかもしれません。学生は、チェックせずにサンプルの穴の位置をコピーするのではなく、最終切断の前に実際のワインドアップとスクリューの位置を測定する必要があります。

5.3回転ベースのデザイン

カルーセルディスクに2つの100 mm円を描きます。これらの円形部分は、カルーセルの主要な回転ベース構造を形成する。

次に、ディスクの小さな穴として4つの2.7mmの円を描き、それらを斜めに配置します。これらの穴は、小さなスティックとカルーセル馬のサポートを配置するのに役立ちます。

回転ディスクとカルーセル用の斜めの小さな穴を設計する — 100 mmのディスクを引き、4つの2.7mmの穴を斜めに配置します。

2つの30mm円を描きます。 1つの円のレイヤーの色を変更し、回転するベースに配置します。もう一方の小さな円に、7mm x 25mmの楕円形を描いて、ワインドアップハンドル用の時計仕掛けのスロットを作成します。

カルーセル用の小さな円と楕円形の時計仕掛けのスロットを描く — 30mmの円と7mm x 25mmの楕円形の時計仕掛けスロットを作成します。

5.4馬の部品のインポートと配置

馬ファイルをLaserMakerにインポートし、カルーセルに適した馬のグラフィックを選択します。好みの馬のパーツを選択した後、すべての最終パーツをきちんと配置して、デザインレイアウトを完成させます。

カルーセルオルゴール用の馬の部品のインポートと配置 — 馬ファイルをインポートし、適切な馬のデザインを選択し、切断用の部品を配置します。

5.5セットレーザー加工パラメータ

デザインが完了したら、レイヤーパラメータを設定して処理順序を調整します。ソースワークフローは、ライン処理は最終的なカットの前に行われるべきであると述べています。

カルーセルオルゴールプロジェクトのレイヤーパラメータのセットアップ — レイヤーのパラメーターを設定し、プロセスの順序を調整して、切断前にラインワークが完了するようにします。

6.レーザー加工

完成したデザインファイルをレーザー切断機にインポートして加工します。ジョブを開始する前に、不完全な切断のリスクを減らすために焦点距離を慎重に調整してください。

カルーセルオルゴールプロジェクトのレーザー切断机加工 — カルーセルオルゴールのパーツをカットする前に、フォーカス、素材の配置、レイヤーの設定を確認してください。

7.スプライシングとアセンブリ

7.1オルゴールの動きをインストールする

オルゴールの動きからスプリングハンドルを取り外します。ソースワークフローに示されているレーザーカット部分にムーブメントを取り付け、穴を揃えた後、ネジで固定します。

カルーセル本体にオルゴールの動きを取り付ける — オルゴールの動きを取り付け、穴の位置合わせを確認した後にのみ固定します。

7.2ボックス本体を組み立てる

一致する構造に従ってボックスを組み立てます。接着剤または最終圧力をかける前に、体の部分のフィット感を確認してください。

カルーセルオルゴール本体の組み立て — カルーセルオルゴールのメインボックス本体を組み立てます。

7.3馬をスティックに取り付ける

ホットグルーまたは白いラテックスを使用して、各ポニーまたは馬の姿を小さな棒に取り付けます。ソースワークフローは、このステップにホットグルーを推奨します。馬のサポートをベースに取り付ける前に、接着剤をセットします。

カルーセル馬を小さな棒に取り付ける — 馬のフィギュアを小さな棒に取り付け、接着剤をセットします。

2つの元のボードに馬の数字で小さな棒を取り付けます。組み立て後にカルーセルが一貫して見えるように、各馬の方向に注意してください。

カルーセル馬のスティックをベースボードに取り付ける — ボードに馬の棒を取り付け、馬の方向を確認します。

7.4ワインドアップハンドルと回転ベースの取り付け

ワインドアップハンドルを小さな円に挿入します。次に、ホットグルーまたは白いラテックスを使用して、組み立てたベースをより大きな円形部分に取り付けます。

ワインドアップハンドルをカルーセルサークルに挿入する — ワインドアップハンドルを小さな円形部分に挿入します。

完成したカルーセルオルゴールアセンブリ — 組み立てたベースをサークルに取り付け、カルーセルオルゴールを完成させます。

8.テスト、デバッグ、および改善

組み立て後、カルーセルを回転またはテストし、構造が安定しているかどうかを観察します。学生は、オルゴールの動きが安全で、回転するベースがしっかりと取り付けられており、馬のフィギュアが意図した方向を向いているかどうかを確認する必要があります。

オルゴールの動きが正しい方向に取り付けられているかどうかを確認します。

ワインドアップとネジ穴が実際の動きと一致するかどうかを確認します。

回転ベースが中心にあり、しっかりと取り付けられているかどうかを確認します。

馬の棒が垂直、固定、均等に配置されているかどうかを確認します。

カルーセルをより個人的または装飾的に見えるように再設計する方法について話し合います。

9.教室の実践と教育のヒント

9.1学生ワークフロー

デザイン計画:学生は、カルーセルオルゴールに必要な材料と部品について話し合います。

ソフトウェアデザイン:生徒はボックスファイルを配置し、オルゴールの移動穴を配置し、回転ベースを設計し、馬の部品を輸入します。

マシン処理:生徒は、教師の監督下で安全な教室の順序でファイルを処理します。

アセンブリ:生徒はムーブメントを取り付け、箱を作り、馬を棒に接着し、回転するベースを取り付け、ワインドアップハンドルを挿入します。

テスト:学生は完成したカルーセルをテストし、何を改善するかを記録します。

9.2教師の提案

デザインの前にオルゴールの動きを生徒に見せて、ワインドアップ穴とネジ穴の位置を理解します。

穴の位置を確定する前に、実際の動きを測定するよう生徒に依頼します。

最終的な切断の前にライン処理を行う必要があることを生徒に思い出させます。

組み立てを再試行する必要があるグループのために、予備の馬のピース、スティック、および小さな円形の部品を準備します。

完成したカルーセルを使用して、回転する構造がどのように装飾的、機能的、またはストーリーベースのデザインになるかについて話し合います。

10.反射と評価

10.1リフレクションの質問

カルーセルはオルゴールの動きとどのように組み合わされますか?

カルーセルの回転やカルーセルのように見える部分はどれですか?

カルーセルをより美しく個人的にするにはどうすればよいですか?

あなたのグループは、設計、切断、または組み立て中にどのような問題に遭遇しましたか?

カルーセルオルゴールレッスンのSTEAM接続チャート — 学生は、プロジェクトがデザイン、テクノロジー、アート、メカニズム思考をどのように結び付けるかを考えることができます。

10.2学生とピアの評価

学生は自分の作品を評価し、創造性、技術的プロセス、芸術的効果、コラボレーションに基づいてピア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
テクノロジー、30ポイント
アート、20点
アシスト、20点
合計、100ポイント

11だ完成したプロジェクトと共有

レッスンの最後に、生徒はカルーセルオルゴールを提示し、ボックスの設計方法、ベースの回転、馬のサポート、ムーブメントの取り付けについて説明し、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。

オルゴールクリエイティブエクステンションの例1 — 基本的なメカニズムが機能した後、学生はより豊かな装飾と製品のスタイリングを探求することができます。

オルゴールクリエイティブエクステンションの例2 — さまざまな形状と表面の詳細が同じ動きを新しいデザインに変えることができます。

12. エクステンションチャレンジ

基本的なカルーセルを完成させた後、生徒は馬のフィギュアを再設計したり、カルーセルのテーマを変更したり、刻印された装飾を追加したり、ベースの形状を調整したり、カルーセルの周りにさらに詳細なストーリーシーンを作成したりできます。

メカニズムの課題として、学生はオルゴールの動きがハート型のオルゴール、音楽車、音楽風車、カルーセルにどのように取り付けられているかを比較し、1つの動きがさまざまな製品デザインをどのようにサポートできるかを説明できます。

13. 教師向け機器ノート

このプロジェクトは、小さなメーカーやメカニズムプロジェクトのシート材料の切断や彫刻をサポートする教室用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、カルーセルオルゴール、オルゴールモデル、回転ベース、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、オルゴールの動きの寸法、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。

内容