このSTEAMエンジニアリングプロジェクトでは、学生はLaserMakerを使用してレーザーカットの電話スタンドを設計および作成します。このレッスンでは、製品の設計、測定、丸みを帯びた長方形の描画、長方形の配列、結合と差分の操作、ほぞ穴とほぞの構造、レーザー切断、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、平らなレーザーカット部品が日常の有用なオブジェクトになる方法を学生が理解するのに役立ちます。学生は、実用的な電話スタンドを設計しながら、サポート角度、バランス、スロットフィット、材料の厚さ、構造の安定性を探ります。

1.レッスンの概要

アイテム	詳細
プロジェクト	レーザーカット電話スタンド
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	長方形ツール、丸みを帯びたコーナーツール、楕円形のツール、長方形の配列、ユニオンツール、差分セットツール、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、製品設計、メーカー教育、構造テスト、教室でのレーザー切断

1.1プロジェクトの目標

学生は、サポート面とサポートフィートから作られたシンプルな電話スタンドを設計します。部品のサイズを計算し、ほぞ穴とほぞのスロットを作成し、切断パラメーターを設定し、完成したスタンドが電話をしっかりと保持できるかどうかをテストします。

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、測定、構造、バランス、スロットフィット設計、製品機能、およびレーザー切断ワークフローを接続します。

学生のために:プロジェクトを使用して、フラットパーツを安定したオブジェクトに組み立てる方法を学びながら、便利な電話またはタブレットサポートを設計します。

Makerspacesの場合:より大きなスタンド、ホルダー、オーガナイザー、またはフラットパック製品に移る前に、実用的なエンジニアリングの課題として使用してください。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

長方形ツールと丸みを帯びたコーナーツールを使用して、メインサポートサーフェスとサポートフィートを作成します。

楕円形ツールと差分セットツールを使用して、サポート面の形状を変更します。

長方形アレイを使用して、一致するほぞ穴スロットとサポートフットパーツを作成します。

ユニオンツールを使用して、サポートフィートの形状を1つの接続された構造に結合します。

材料の選択、厚さ、およびプロジェクトの要件に基づいて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:一般的な電話スタンドの形状を観察し、実際に使用するためのサポート面、足、装飾デザインを改善します。

計算思考:電話のサイズ、スロットのサイズ、間隔、サポートの角度がデザインにどのように影響するかを計算します。

エンジニアリング思考:Tenonフィット、サポートの長さ、重心、安定性、および3つの接触点が安定した平面をどのように定義できるかを検討してください。

2.3責任あるメイキング

生徒は、単に別のデザインをコピーするのではなく、学校に適したテキストとグラフィックを作成し、個人情報を保護し、独自の改善を行う必要があります。

3.実世界のコンテキスト: なぜ电话スタンドをデザインするのですか?

電話やタブレットは持ち運びが簡単ですが、長時間保持するのは不快な場合があります。電話スタンドは、より良い視野角でデバイスをサポートし、ユーザーの手を解放するのに役立ち、ビデオの視聴、レシピの読み取り、勉強、または机での作業をより便利にすることができます。

このレッスンでは、生徒は電話スタンドの形状と構造を学習し、LaserMakerを使用してフラットシート素材から簡単なバージョンを描画して作成します。

教室のデザインディスカッションのための電話スタンド例 — 電話スタンドは、構造、バランス、日常のデザインをサポートするために学生を紹介することができる実用的な製品です。

4.デザインとエンジニアリングに関する考察

LaserMakerで描く前に、学生は電話スタンドを実際の製品として分析する必要があります。電話をサポートし、机の上で安定し、正確に切断して組み立てることができる部品を使用する必要があります。

プロダクト形:スタンドは、支持面および支持足を含む。支持面は、矩形であっても、他の装飾形状と組み合わせてもよい。

モデリング方法:グラフィックツールと差分セット操作を使用してサポート面を形成しますが、長方形ベースのスロットデザインは、テノール構造の作成に役立ちます。

部品サイズ:サポート面とサポートフィートは、電話のサイズまたは意図されたユニバーサルスタンドのサイズに応じてサイズを設定する必要があります。

スプライシング方法:このプロジェクトでは、貫通するストレートテノンを使用しているため、サポート面とサポートフィートを一緒に挿入できます。

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す。デザインの目標をサポートしている場合、生徒はカット後に色や装飾を追加できます。

5.レッスン手順

LaserMaker電話スタンドモデリングプロセスの概要 — 電話スタンドプロジェクトは、測定とスケッチから、表面設計、サポートフットデザイン、切断のセットアップ、テスト、および組み立てをサポートするように移行します。

5.1電話スタンドを測定してスケッチする

学生は、電話またはタブレットを測定し、サポート面とサポートフィートのサイズを決定することから始める必要があります。彼らはまた、デジタルデザインを描く前に、ほぞ穴とほぞの構造を計画する必要があります。

データ記録/単位: mm
サポート表面	長さ: 幅:
サポート脚	長さ: 幅:
ほぞとほぞの構造	Tenonのサイズ: ほぞのサイズ: ほぞとほぞの関節の数:

測定後、生徒はスタンドの表面、サポートフィート、スロットの位置、装飾、および組み立ての方向をスケッチする必要があります。

5.2サポート面を描く

長方形ツールを使用して、メインサポートサーフェスを描画します。ソースワークフローでは、矩形は幅100mm、高さ180 mmです。学生は自分の携帯電話やタブレットに基づいてサイズを調整できます。

次に、丸みを帯びたコーナーツールを使用して、四角形の四隅を丸めます。これにより、外観が改善され、支持面の取り扱いがより快適になる。

LaserMakerで丸みを帯びた長方形のサポートサーフェスを描く — 長方形ツールと丸みを帯びたコーナーツールでサポート面を描きます。

楕円形のツールを使用して、丸い四角形の下部に45mmの円を描きます。それをサポート面の中心に合わせてから、差分セットツールを使用して半円の形状を切り取ります。

楕円形のツールと差分セットツールを使用して、電話スタンドのサポート面を形作る — 差分セットツールを使用して、サポート表面に成形されたカットアウトを作成します。

テキストツールを使用して、短いデザイン要素、ラベル、または装飾テキストを追加します。ソースサンプルは「5G」を使用しますが、学生は自分の学校に適したテキストまたはグラフィックのアイデアを選択できます。

LaserMakerで電話スタンドのデザインにテキストを追加する — 電話スタンドをパーソナライズするためにテキストや装飾を追加します。

長方形ツールを使用して、サポート面にほぞ穴のスロットを描画します。ソースワークフローでは、各スロットは幅25mm、高さ3 mmである。長方形の配列を使用して、水平間隔が30 mmの2つのスロットを作成し、テキストの下に配置して中央に配置します。

電話スタンドのサポート面にほぞ穴のスロットを描く — サポートフィートに一致するほぞ穴スロットを作成します。

5.3サポートフィートを引く

長方形ツールを使用して、サポートフィートの長方形を描画します。ソース・ワークフローでは、矩形の幅は25mm、高さは90 mmです。角を丸めるには、半径値5の丸みを帯びた角ツールを使用します。

LaserMakerの電話スタンド用の丸いサポートフィートを描く — 丸い角でサポート足の形を描きます。

丸みを帯びた四角形を選択し、長方形の配列を使用してコピーします。ソースワークフローでは、水平数は2、垂直数は1、水平距離は30 mmであるため、間隔はサポート面のスロットと一致します。

長方形アレイを使用して電話スタンドのサポートフィートをコピーする — 長方形の配列を使用して、一致するサポートフットパーツを作成します。

長方形ツールを使用して、2つの丸いサポートフィートの間に接続する長方形を描画します。ソースワークフローでは、接続する長方形の幅は80mm、高さは20mmです。それを中央に合わせてから、ユニオンツールを使用して、3つの形状すべてを1つの支持足構造に統合します。

ユニオンツールで電話スタンドのサポートフィートをマージする — サポートフィートの部品を1つの接続された構造に結合します。

これらのステップの後、メインサポート表面とサポートフット構造は、セットアップを切断する準備ができています。

レーザー切断セットアップ前に完成した電話スタンド描画 — 切断パラメータを設定する前に、サポート表面とサポートフィートのデザインを確認してください。

5.4セット切削パラメータ

電話スタンドのオブジェクトを選択して、黒いカッティング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Osong木材に設定され、プロセスは切断に設定され、処理厚さは3mmに設定されています。

このプロジェクトは切断プロセスのみを使用します。テスト結果を改善する必要がある場合、生徒は [処理パラメーター] ダイアログボックスに戻り、パラメーター値を調整できます。

電話スタンド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。

5.5テスト、デバッグ、および改善

サポート表面の長さが選択した電話またはタブレットで機能するかどうかをテストします。

サポートフィートの長さと幅を調整して、安定性にどのように影響するかを比較します。

スロットの位置とサイズを変更して、より良いサポート角度とフィット感を見つけます。

テノンが垂直および水平の電話の配置に適してい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、学生は電話スタンドの部品を切断し、サポートフィートでサポート面を組み立てることができます。完成したスタンドは電話をしっかりと保持し、デスクトップ上で安定したままにする必要があります。

完成したレーザーカット電話スタンドプロジェクト — LaserMakerで作られた完成した電話スタンドサンプル。

知識カード:ストレートテロンは、木工で一般的に使用されるほぞ穴とほぞ穴のジョイントです。このプロジェクトでは、サポートフィートがサポート表面に挿入され、目に見えるスルーテニン接続が作成されます。

7. Extensionチャレンジ

電話スタンドを完成させた後、学生は別の使用シナリオのブラケットを設計できます。たとえば、キッチンスタンドは、誰かが料理をしている間、レシピカードまたはタブレットを保持できます。学生はLaserMakerを使用して、さまざまなスタイル、角度、およびサポート構造を作成できます。

レシピまたはタブレットスタンド拡張プロジェクトの例 — エクステンションのアイデア: レシピスタンド、タブレットホルダー、または別の実用的なブラケットをデザインします。

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。サポートの角度、スロットの位置、部品の形状、装飾、安定性、完成した使いやすさ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、電話スタンド、タブレットホルダー、レシピスタンド、デスクオーガナイザー、フラットパック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。同じほぞ穴とほぞのワークフローは、学生がより大きなホルダーやより高度なエンジニアリングの課題に移るときに、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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