アイテム	詳細
プロジェクト	3Dインターロック松の木
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	グリッドツール、ラインセグメントツール、ユニオンツール、差分セットツール、長方形ツール、クロステニオンスロットのデザイン、切断セットアップ、およびアセンブリ
推奨材料	バスウッド合板ボードまたはアクリルボード
教室フィット	エンジニアリングの課題、3D構造設計、メーカー教育、幾何学的モデリング、教室でのレーザー切断

1.1プロジェクトの目標

学生は、2つの一致する断面から小さな松の木をデザインします。彼らは木の形を描き、連動スロットを作成し、切断パラメータを設定し、そして完成した部品をシンプルな3D装飾モデルに組み立てます。

1.2推奨される教室の使用

教師の場合:このレッスンを使用して、ジオメトリ、2D-to-3D思考、スロットフィット設計、材料の厚さ、およびアセンブリテストを接続します。

学生のために:プロジェクトを使用して、フラットセクションが安定した3Dオブジェクトを形成する方法を学習しながら、スタンディングツリーモデルを作成します。

Makerspacesの場合:クロステノール構造、装飾モデル、フラットパックデザインの入門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

グリッドツールとラインセグメントツールを使用して、通常の幾何学的セクションを描画します。

ユニオンツールを使用して、複数の三角形を松の木のプロファイルに結合します。

差分セットツールを使用して、インターロックアセンブリ用のクロステノールスロットを作成します。

材料の厚さとプロジェクトの要件に基づいてレーザー切断パラメータを設定します。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:点、線、表面、および幾何学的形状が認識可能な松の木モデルをどのように形成できるかを理解します。

計算思考:セクショングラフィックを分析し、スロットサイズを計算し、2つの連動部品間の関係を計画します。

エンジニアリング思考:材料の厚さ、スロットフィット、重心、アセンブリの安定性、および最終的なスタンディング効果について検討してください。

2.3責任あるメイキング

学生はインスピレーションを得るために既存のツリーデザインを研究するかもしれませんが、彼らの最終的な仕事には彼ら自身の改善と創造的な決定が含まれるべきです。

3.実世界のコンテキスト: 木の形から3Dモデルへ

松の木は、層状の枝と先細の全体的な形状を備えた、明確な視覚構造を持っています。このレッスンでは、生徒はこれらの自然な特徴を、平らなシート材料から切り取って組み立てることができる単純化された幾何学的モデルに変換します。

このプロジェクトでは、松の木の形を観察し、三角形の部分に単純化し、2つのレーザーカットプロファイルがどのように連動して安定した装飾オブジェクトを形成できるかを考えることを学生に奨励しています。

教室デザインディスカッションの松の木参照画像 — 松の木の形は、幾何学的モデリングと装飾的なレーザーカットのデザインを刺激することができます。

4.デザインとエンジニアリングに関する考察

LaserMakerで描く前に、学生は松の木を視覚的なデザインと組み立てられた構造の両方として分析する必要があります。

部分形状:ツリー全体が3Dモデルです。各セクションは、三角形の松の木のプロファイルに基づいています。

モデリング方法:複数の三角形をユニオンツールと組み合わせて、1つの木の形をしたセクションを作成します。

部品サイズ:セクションサイズは、意図した装飾サイズと材料の厚さと一致する必要があります。

スプライシング方法:2つの木の形をしたセクションがクロステノールスロットで結合されています。

材料の選択:ソースレッスンでは、バスウッド合板ボードまたはアクリルボードを提案しています。

プロセス効果:主なプロセスはレーザー切断で、組み立て後のオプションの着色があります。

5.レッスン手順

LaserMaker 3D松の木モデリングプロセスの概要 — 松の木プロジェクトは、測定とスケッチから断面描画、スロットの設計、切断のセットアップ、および組み立てに移行します。

5.1松の木を測定してスケッチする

生徒は松の木の幅と高さを決定し、材料の厚さと意図された連動構造に基づいてテノールとスロットの寸法を計算する必要があります。

データ記録/単位: mm
幅:
高さ:
Tenonのサイズ:
ほぞのサイズ:
ほぞとほぞの関節の数:

測定後、生徒は松の木の形をスケッチし、クロストノスロットが配置される場所に印を付ける必要があります。

5.2松の木のプロファイルを描く

グリッドツールをオンにし、線セグメントツールを使用して二等辺三角形を描画します。ソースワークフローでは、1つの三角形が幅60mm、高さ30 mmです。グリッドは、学生が三角形を正確に描くのに役立ちます。

LaserMakerのグリッドツールと線セグメントツールを使用して三角形を描く — グリッドと線のセグメントを使用して、最初の三角形のツリーセクションを描画します。

三角形をコピーし、次の2つの三角形を異なるサイズに調整します。ソースワークフローでは、2番目の三角形は幅70mm、高さ35mm、3番目の三角形は幅80mm、高さ40 mmです。

松の木のプロファイルの3つの三角形のサイズ — 層状の松の木の形を構築するためにいくつかの三角形のサイズを作成します。

整列ガイドを使用して3つの三角形を垂直に整列させ、次にユニオンツールを使用してそれらを1つの松の木のプロファイルに結合します。完成したプロファイルをコピーして、2番目のインターロッキングセクションを作成します。

松の木のプロファイルのための整列した三角形のセクション — 三角形のセクションを揃えます。

マージされた松の木のプロファイルとコピーされたセクション — プロファイルをマージしてコピーします。

5.3クロステノンスロットを作成する

長方形ツールを使用してスロットを描画します。ソースワークフローでは、スロット幅はシートの厚さに合わせて3mm、スロットの高さは80mmのツリープロファイルの半分の高さである40mmです。

LaserMakerでクロストノンのスロット長方形を描く — 材料の厚さと木の高さに基づいてスロット長方形を描きます。

1つのツリープロファイルの下部から1つのスロットを配置し、2番目のプロファイルの上部からもう1つのスロットを配置します。差分セットツールを使用して、各ツリーセクションからスロット形状を減算します。 2つの部分が一緒に挿入されると、それらはクロストノン接続を形成します。

差分セットツールを使用したクロステンオンスロットの作成 — 差分セットツールを使用してインターロックスロットを作成します。

5.4セット切削パラメータ

松の木のオブジェクトを選択して、黒い切断プロセスレイヤーを開きます。ソースワークフローでは、材料はOsone woodに設定され、プロセスは切断に設定され、処理厚さは3mmに設定され、表示される処理速度は25、電力は70です。

3D松の木プロジェクトのパラメータ設定の切断 — 生産前にカッティングレイヤーを設定し、処理パラメータを確認してください。

5.5テスト、デバッグ、および改善

2つのツリーセクションが緩んだり、きつく締めすぎたりせずにしっかりとフィットするかどうかをテストします。

スロット幅をわずかに調整して、さまざまなレベルの気密性を比較します。

4つの連動する部分が木をより鮮やかまたは安定させることができるかどうかを検討してください。

木の冠、幹、ベースをデザインする他の方法を探ります。

6.完成したプロジェクト

最終設定が確認された後、生徒は2つのツリーセクションを切り取り、クロストノスロットを通してそれらを組み立てることができます。完成したプロジェクトは、小さな立っている松の木モデルです。

完成した3Dレーザーカット松の木プロジェクト — LaserMakerで作られた完成した3D松の木のサンプル。

知識カード:クロステロンはシンプルな木工ジョイントです。 2つの一致するスロットを別々のワークピースに切断し、次にピースを交差角度で互いに挿入して安定したジョイントを形成します。

7. Extensionチャレンジ

松の木を完成させた後、学生は別のインターロッキングツリーモデルを設計できます。ソースレッスンは、延長活動としてヤシの木を示唆しています。生徒は例に従うか、より個人的な木の形を作成できます。

ヤシの木インターロックレーザー切断延长プロジェクト — エクステンションのアイデア: ヤシの木または別の連動する植物モデルを設計します。

8.インスピレーションギャラリー

次の例は、教室でのディスカッションやデザインのインスピレーションに使用できます。木の形、スロットの位置、バランス、組み立て方法、完成した視覚効果を比較するように生徒に勧めます。

9.教師のための装置のノート

このプロジェクトは、シート材料の小型切断をサポートする教室レーザーカッターに适しています。学校、メーカースペース、初心者のSTEAMラボでは、3D松の木、連動装飾、フラットパックモデル、クロストロン構造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、プロジェクトのサイズ、材料の厚さ、スロットフィット、および学習目標に基づいて、機械と材料のセットアップを選択できます。同じインターロッキングワークフローは、学生がより大きなモデルやより高度なエンジニアリングの課題に移行するときに、他のCO2レーザーマシンにも適合させることができます。

内容

1.レッスンの概要