このSTEAMエンジニアリングプロジェクトでは、学生はLaserMakerを使用して小さなレーザーカットテーブルランプを設計および作成します。このレッスンでは、ボックス構造のデザイン、指関節、クイックボックスメイキング、装飾的な切り抜き、カッティングセットアップ、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、平らな2次元レイアウトが3次元ランプシェードになる方法を学生が理解するのに役立ちます。生徒は、ボックスの寸法、材料の厚さ、ジョイントフィット、装飾的な光の透過率、およびLaserMakerでの指関節ボックステンプレートの生成効率を探ります。

1.レッスンの概要

アイテム	詳細
プロジェクト	レーザーカットの小さなテーブルランプ
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	クイックボックス作成、フィンガージョイント構造、長方形ツール、楕円形ツール、セレクトギャラリー、差分セット、ユニオンツール、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、Osongボード、アクリルボード、または段ボール紙
教室フィット	エンジニアリングの課題、ボックス構造設計、製品設計、メーカー教育、照明プロジェクト、教室でのレーザー切断

1.1プロジェクトの目標

生徒は、指関節のボックステンプレートを生成し、装飾的なランプシェードパターンを追加し、ベースとワイヤーの穴を作成し、切断パラメータを設定し、レーザーカットされた部品を単純なランプ構造に組み立てることによって、小さなテーブルランプを設計します。

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、ボックス構造、指関節、2次元展開図、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、フラットパネルが3次元オブジェクトを形成する方法を学びながら、装飾的なランプシェードを設計します。

Makerspacesの場合:製品のプロトタイピング、光伝送パターン、および迅速なボックステンプレート生成の紹介として使用します。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

LaserMaker Quick Box Makingを使用して、指関節でボックステンプレートを生成します。

ボックスの隣接する面がテノンとソケットを介してどのように接続されているかを理解します。

実用的な構造のボックス寸法、材料の厚さ、溝のサイズ、およびレーザー補正を計算します。

ギャラリーグラフィックを使用して、装飾的な切り抜きパターンをランプシェードパネルに追加します。

機能的なランプデザインのために、ネジ穴、ワイヤー穴、およびベース形状を作成します。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:形状、パターン、および光伝送デザインを通じて、シンプルなボックス構造を便利で魅力的なテーブルランプに変えます。

計算思考:3次元ボックスの寸法を2次元の切断レイアウトと指関節テンプレートに接続します。

エンジニアリング思考:材料の厚さ、ジョイントフィット、組み立ての気密性、パネルの安定性、および装飾的な開口部がランプシェードにどのように影響するかを検討してください。

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ランプ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は彼ら自身の改善と創造的な選択を含むべきです。電気部品は、学校の安全規則に従って、適切な成人の監督下で取り扱う必要があります。

3.実世界のコンテキスト: なぜテーブルランプをデザインするのですか?

テーブルランプは、読書、勉強、デスクワーク、家の装飾に使用される一般的な照明製品です。また、ベッドルーム、スタディエリア、またはリビングスペースで暖かい雰囲気を作り出すことができます。

このレッスンでは、学生は単純なランプシェード構造を学び、LaserMakerを使用して直方体のランプボディを設計します。ランプシェードパネルには、装飾的な切り欠きやエッチングパターンを含めることができるため、光が興味深い方法で通過できます。

教室デザインディスカッション用の小さなテーブルランプの例 — 小さなテーブルランプは、構造、装飾、光の透過を組み合わせた実用的な製品です。

4.デザインとエンジニアリングに関する考察

LaserMakerで描画する前に、生徒はテーブルランプをボックス構造と照明オブジェクトの両方として分析する必要があります。

部分形状:ランプシェードは、直方体、リング状、半球状、または芸術的です。このプロジェクトは、フラットパネルから作られた六面体ランプシェードに焦点を当てています。

モデリング方法:LaserMaker Quick Box Makingは、ランプシェード構造用のテノンとソケットを備えた拡張ボックスレイアウトを生成できます。

部品サイズ:サイズは、ランプの設計、材料サイズ、およびレーザーマシンのワークスペースによって決定する必要があります。

接続方法:隣接するパネルは、指関節で接合される。 Tenonとソケットのサイズは密接に一致するため、部品は組み立て中に慎重な圧力が必要になる場合があります。

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

プロセス効果:装飾パターンは、中空効果のカット、またはエッチング効果のトレースと彫刻で作成できます。部品は加工後に着色することもできます。

5.レッスン手順

LaserMaker小型テーブルランプモデリングプロセスの概要 — テーブルランププロジェクトは、測定とスケッチからクイックボックス生成、パターンデザイン、ベースデザイン、穴の配置、切断のセットアップ、およびアセンブリに移行します。

5.1テーブルランプを測定してスケッチする

学生は、デジタルレイアウトを作成する前に、ランプのサイズを決定し、長さ、幅、高さを記録する必要があります。ランプのサイズは、使用目的、素材のサイズ、および教室の機器のセットアップと一致する必要があります。

データ記録/単位: mm
長さ:	幅:	高さ:

測定後、生徒はランプシェードの形状、装飾パターン、ベース形状、ネジ穴、ワイヤー穴、および組み立て方向をスケッチする必要があります。

5.2クイックボックス作成でランプシェードを生成する

ランプシェードを作成するには2つの方法があります。学生は、パネルと指関節を手動で描画したり、LaserMaker Quick Box Makingを使用してボックステンプレートをより効率的に生成したりできます。

ソースワークフローでは、 [クイックボックス作成] を開き、ボックス幅に150mm、ボックス高さに200mm、ボックス深さに150mmを入力します。溝のサイズは25mm、材料の厚さはデフォルトで3mm、レーザー補正は0.12mmに変更されています。[ボックスの作成] をクリックすると、描画領域にランプシェードフレームが追加されます。

テーブルランプのランプシェードのクイックボックス作成設定 — [クイックボックス作成] にランプシェードのサイズを入力します。

テーブルランプ用に生成された指関節ボックステンプレート — 指関節ボックステンプレートを生成します。

5.3装飾的なランプシェードパターンを追加

前面、背面、左、右、上、下などのデフォルトのパネルラベルを削除します。次に、Select Galleryを開き、ランプシェードの面に装飾的なパターンを追加します。ソースワークフローでは、森の鹿のパターンが4つのサイドパネルにドラッグされます。

テーブルランプパネルに森の鹿のパターンを追加する — ランプシェードパネルに装飾的なカットアウトパターンを追加します。

5.4テーブルランプベースを描く

長方形ツールと楕円ツールを使用して、基本形状を描画します。ソースワークフローでは、生徒は31.43mm × 15 mmの長方形を描き、それをランプシェードテンプレートの左側の突出した領域に合わせます。次に、30.19mmの円を描き、円の4分の1を小さな長方形に合わせます。

長方形と楕円形のツールでテーブルランプのベース形状を描く — 長方形と円を使用して、基本的な足の形状をデザインします。

差分セットを使用して、円のある長方形の一部を削除し、1つのベースフットを作成します。足をコピーし、水平にひっくり返し、ランプシェードの反対側に合わせます。次に、ユニオンツールを使用して、足をランプシェードのベース構造と組み合わせます。残りのベースシェイプは、完成バージョンからコピーできます。

差分セットとユニオンツールを使用してテーブルランプベースを作成する — ランプ構造の基本形状を作成してコピーします。

5.5ネジ穴とワイヤー穴を追加

楕円ツールを使用して、下部パネルに2つの3 mmの円を描きます。ソースワークフローでは、サンプルランプで使用されるLEDストリップの長さに基づいて、2つの円の間の水平距離は99mmです。

次に、ワイヤの出口として右のネジ穴の下に4mmの円を描きます。これらの穴は、内部ランプの設置計画をサポートするのに役立ちます。

テーブルランプの下部パネルにネジ穴とワイヤー穴を描く — 下部パネルにネジ穴とワイヤーコンセントを追加します。

ボックステンプレート、装飾パターン、基本形状、および穴が完成したら、切断プロセスを設定する前に、テーブル全体のランプ図面を確認してください。

セットアップを切る前に完成した小さなテーブルランプ描画 — レーザー処理の前に完全なテーブルランプのレイアウトを見直して下さい。

5.6セット切削パラメータ

テーブルランプ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、材料はバスウッド合板に設定され、プロセスは切断に設定され、処理厚さは3mmに設定されます。

ソースプロジェクトは、メインプロセスとして切断を使用します。パターンデザインが採用されている場合、教師は、最終的な制作の前に、サンプル素材のカット、トレース、または彫刻の効果を比較するように生徒をガイドすることもできます。

小さなテーブルランププロジェクトのパラメータ設定の切断 — 切断プロセスを設定し、材料と厚さの設定を確認します。

5.7テスト、デバッグ、および改善

クイックボックスメイキングと6つのパネルと指関節を手動で描画することを比較します。

Tenonとソケットのサイズがボックスアセンブリの気密性にどのように影響するかをテストします。

温度や湿度によって引き起こされる材料の変化が関節のフィットにどのように影響するかを検討してください。

指関節の数を増やすか減らすことで、強度や組み立ての経験が向上するかどうかを調べます。

ランプシェードパネルを強く保ちながら、装飾的な切り欠きが十分な光の透過を可能にするかどうかを確認します。

6.完成したプロジェクト

最終設定が確認された後、生徒はランプ部品を切断し、指関節パネルを組み立て、教師の指導の下で計画されたランプコンポーネントを追加できます。完成した結果は小さな装飾的なテーブルランプ構造です。

完成したレーザーカットの小さなテーブルランププロジェクト — LaserMakerで作られた完成した小さなテーブルランプのサンプル。

知識カード:フィンガージョイントは、繰り返し連動するテノンとソケットで作られた伝統的な木工ジョイントです。接着面積を増やし、構造強度を向上させるため、ボックス構造によく使用されます。

7. Extensionチャレンジ

基本的なテーブルランプを完成させた後、学生はより装飾的な彫刻ランプをデザインすることができます。ボックス構造を安定させながら、さまざまなパネルパターン、中空デザイン、および光透過効果を試すことができます。

刻まれたテーブルランプ延长プロジェクトの例 — 拡張のアイデア: 装飾的なカットアウトパネルを備えたより詳細な彫刻が施されたテーブルランプをデザインします。

8.インスピレーションギャラリー

次の照明例は、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。パネルの構造、光の透過パターン、指関節のデザイン、素材の選択、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、ボックス構造や装飾パネル用のシート材料の切断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、メーカースペース、初心者のSTEAMラボでは、小さなテーブルランプ、指関節ボックス、装飾的なランプシェード、製品のプロトタイプ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、装飾的な切り抜き密度、および学習目標に基づいて、機械と材料の設定を選択できます。同じクイックボックス作成ワークフローは、学生がより大きなランプシェード、ボックス、または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。

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