Proyecto de corte láser de árbol de pino 3D con LaserMaker

En este proyecto de ingeniería STEAM, los estudiantes diseñan y hacen un pequeño pino en 3D usando LaserMaker. La lección conecta el dibujo basado en cuadrícula, el modelado geométrico, las operaciones de unión y diferencia, el diseño de ranura de tenon cruzada, el corte por láser y el ensamblaje práctico.

1. Descripción general de la lección

1,1 Objetivo del proyecto

Los estudiantes diseñarán un pequeño árbol de pino a partir de dos secciones transversales coincidentes. Dibujarán la forma del árbol, crearán ranuras entrelazadas, establecerán parámetros de corte y ensamblarán las piezas terminadas en un modelo decorativo 3D simple.

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 pueden estudiar diseños de árboles existentes para inspirarse, pero su trabajo final debe incluir sus propias mejoras y decisiones creativas.

Contexto del mundo real: de la forma del árbol al modelo 3D

Los pinos tienen una estructura visual clara, con ramas en capas y una forma general cónica. En esta lección, los estudiantes traducen esas características naturales en un modelo geométrico simplificado que se puede cortar y ensamblar a partir de material de lámina plana.

El proyecto anima a los estudiantes a observar la forma de un pino, simplificarlo en secciones triangulares y pensar en cómo dos perfiles cortados con láser pueden entrelazarse para formar un objeto decorativo estable.

4 Consideraciones de diseño e ingeniería

Antes de dibujar en LaserMaker, los estudiantes deben analizar el pino como un diseño visual y una estructura ensamblada.

5. procedimiento de la lección

5,1 Medir y dibujar el árbol de pino

Los estudiantes deben decidir el ancho y la altura del árbol de pino, a continuación, calcular las dimensiones de la espina y la ranura en función del espesor del material y la estructura de enclavamiento prevista.

Después de medir, los estudiantes deben dibujar la forma del árbol de pino y marcar donde se colocarán las ranuras de espina cruzada.

5,2 Dibujar el perfil del árbol de pino

Active la herramienta Rejilla y utilice la herramienta Segmento de línea para dibujar un triángulo isósceles. En el flujo de trabajo de origen, un triángulo tiene 60mm de ancho y 30mm de alto. La cuadrícula ayuda a los estudiantes a dibujar el triángulo con precisión.

Copie el triángulo y ajuste los siguientes dos triángulos a diferentes tamaños. En el flujo de trabajo de origen, el segundo triángulo tiene 70mm de ancho y 35mm de alto, y el tercer triángulo tiene 80mm de ancho y 40mm de alto.

Utilice Alinear guías para alinear los tres triángulos verticalmente y, a continuación, utilice la herramienta Unión para fusionarlos en un perfil de pino. Copie el perfil terminado para crear la segunda sección de enclavamiento.

5,3 Crear las ranuras Cross-Tenon

Utilice la herramienta Rectángulo para dibujar una ranura. En el flujo de trabajo de origen, el ancho de la ranura es de 3mm, que coincide con el grosor de la hoja, y la altura de la ranura es de 40mm, que es la mitad de la altura del perfil de árbol de 80mm.

Coloque una ranura desde la parte inferior de un perfil de árbol y la otra desde la parte superior del segundo perfil. Utilice la herramienta Conjunto de diferencias para restar la forma de ranura de cada sección de árbol. Cuando las dos partes se insertan juntas, forman una conexión de tenón cruzada.

5,4 Establecer parámetros de corte

Seleccione los objetos de pino y abra la capa de proceso de corte negro. En el flujo de trabajo de la fuente, el material se fija a la madera de Osone, el proceso se fija al corte, y el grueso de proceso se fija a 3 m. La velocidad de proceso exhibida es 25 y el poder es 70.

5,5 Prueba, depuración y mejora

6. Proyecto terminado

Después de que se confirmen los ajustes finales, los estudiantes pueden cortar las dos secciones del árbol y ensamblarlas a través de las ranuras cruzadas. El proyecto terminado es un pequeño modelo de pino permanente.

7. Desafío de extensión

Después de completar el árbol de pino, los estudiantes pueden diseñar otro modelo de árbol entrelazado. La lección fuente sugiere una palmera como una actividad de extensión. Los estudiantes pueden seguir el ejemplo o crear una forma de árbol más personal.

8. Galería Inspiración

Los siguientes ejemplos se pueden usar para la discusión en el aula y la inspiración del diseño. Anime a los estudiantes a comparar las formas de los árboles, las posiciones de las ranuras, el equilibrio, el método de ensamblaje y el efecto visual terminado.

Nota 9. Equipment para profesores

Este proyecto es adecuado para cortadores láser en el aula que soportan el corte de pequeño formato de materiales de hoja. Para escuelas, makerspaces y laboratorios STEAM para principiantes, proyectos como pinos en 3D, decoraciones entrelazadas, modelos de paquete plano y estructuras de espiga cruzada 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, el tamaño del proyecto, el grosor del material, el ajuste de la ranura y los objetivos de aprendizaje. El mismo flujo de trabajo entrelazado también se puede adaptar para otras máquinas láser de CO2 cuando los estudiantes pasan a modelos más grandes o desafíos de ingeniería más avanzados.