Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

教程:激光切割技术和项目

作为一名长期设计师和制造商,观看计算机控制的激光切割我的项目是一种变革的体验。直到那一刻,我的许多设计都被困在电脑里。唯一可用的输出是仅用纸张打印输出来指导我的传统木工工具。从那个重要的日子开始,我花了很多时间梦想和设计项目,以利用机器和系统的优势,使一切顺利。

这里有三个项目,每个项目都展示了我专门为这种形式的数字制作开发的技术和系统。

设计激光切割机的优势 - 项目1:地图拼图

像所有工具一样,激光切割机具有优势和局限性。理解和设计它们将允许您利用前者并最小化后者。与此同时,我认为聪明的设计可以将工具的局限性转化为机遇。对我来说,白日做梦如何使用机器轻松切割难以或不可能使用其他方法切割的东西,产生了一整套产品,我的地图拼图。以下是我看到的一些主要优势和限制以及它们对您的项目意味着什么。

 

激光切割机有很多用途。他们令人难以置信的工程设计使他们能够以千分之一英寸的精度进行切割和蚀刻。通过一些仔细的测量,这可以生产非常精确的零件和完美的配合。它们可以整天切割出相同的形状,并且具有令人难以置信的可重复性。除了准确性之外,他们轻松切割复杂形状的能力也是他们所熟知的。这是我的地图拼图的主要灵感来源。你怎么能准确,快速地切出这么复杂的形状呢?除了地理线路之外,齿轮等其他复杂形状也在我的项目中运行。这款免费的在线齿轮发电机对于生成各种不同的齿轮非常有用。

安全性是激光切割的另一个巨大好处,并没有得到很多提及。虽然在操作机器时可能会引发火灾或以其他方式伤害自己,但使用传统木工工具几乎肯定更安全。几乎每次我完成使用我的桌子时,我都会感到很遗憾,我的手指仍然留在我的手上。

与3D打印等其他数字制作方法不同,激光切割通常要快得多。该机器不仅切割速度相当快,而且传统木工中通常需要的许多其他任务也得以幸免。例如,工作就像将材料夹紧,确保台锯的刀片是方形的,然后清除锯屑

但与所有工具一样,激光切割机也有很大的局限性。对于至少大多数消费级机器,它们仅垂直切割片材。虽然这仍然允许大量的选择,但某些事情,如角落燕尾连接是不可能的(至少据我所知!)。虽然存在这种限制,但有许多聪明的想法可以突破极限。活动铰链允许像木头这样的刚性材料弯曲。 Laser Origami使用失焦激光在机器内加热和弯曲丙烯酸。

适合激光切割的合适材料和厚度范围是其他限制。大多数消费级机器可以切割大量天然和合成材料(木材,纸张,纸板,橡胶,皮革,丙烯酸等),但不能切割金属,陶瓷,石材,玻璃和某些塑料。此外,大多数消费者机器最多可以切割大约1/2英寸的材料,这使得像家具这样的东西有些困难。

使用3D建模轻松实现迭代设计 - 项目2:吸烟管

作为一个制造者,我作为建筑学学生所学到的深刻的东西是将设计和原型设计作为一个迭代过程。就像在进化中一样,进行变化并进行测试,然后慢慢地对设计进行转换和改进。这种方法与数字制作特别吻合,因为它可以相对容易地生成更新的设计并评估对其所做的更改。我给自己的第一次迭代留下了空间,因为虽然它可能不像我想的那样工作,但几乎可以肯定它有很多工作要做。通常在第三次或第四次迭代时,设计变得非常坚固,隧道尽头的光线变得更亮。

 

我最初的激光切割机项目之一是吸烟管。每次我完成组装管道时,迭代过程都会很好地工作,我想到了新的想法和变化。最终,这个过程产生了一整套相关的管道,每个管道都进行了数十次迭代。

为了促进这个迭代过程,我开发了一个3D建模系统和简单的2D导出剪切文件。虽然有许多软件程序可以做到这一点,但我发现在处理主要正交项目时,SketchUp Pro足以满足我的大部分需求。我的系统只需要SketchUp的基本知识。 Pro版本很有用,因为它允许您导出DWG,EPS和其他矢量格式,但是有免费的SVG导出器插件允许您在不支付Pro版本的情况下执行相同操作。

这是它的工作原理。大致模拟项目的主要部分,并使每个部分成为一个组件。导航到项目的精美3D视图,并创建该3D视图的新场景。我称这个场景为我的视角。接下来,将整个项目的副本拖到一侧,然后旋转每个部分,直到它变平。切换到平行投影视图,并使新场景直视新平展的零件。我把这个场景称为切割。如果你像我一样,我更喜欢主要以透视方式进行建模。现在,当您在透视视图中对模型进行更改时,这些更改将在剪切视图中自动更新。我们基本上欺骗SketchUp的行为就像BIM,建筑信息模型,它正在改变架构,因为它允许从3D建筑物自动生成平面图,立面图和剖面图。同样,当对3D模型进行更改时,这些更改会在2D切割视图中自动更新。当您完成设计并准备导出剪切场景时,您可以安排平整的部分以有效地使用您的材料。导出剪切视图,您就可以剪切了。

边缘质量和Kerf - 项目3:容器

制作盒子和其他容器与时间一样古老,但激光切割可以重新完成。例如,我做了手指接合的盒子,手指厚度为1/16“。除了在激光切割机上怎么办?这不仅可以提供非常强大的关节,还可以创造出非常引人注目的视觉元素。

 

我尝试整合激光切割的另一个现实是木材的切边变暗。我认为这是一种双色配色方案,并试图将其融入我的作品中,以创造令人愉悦的美学吸引力。当使用波罗的海桦木胶合板等浅色木材时,这一点尤为明显。试验功率,速度和频率设置可以使边缘更亮或更暗。

在传统的木工加工中,刀片的缝隙是固定的,你必须记住这一点。在激光切割中,切口是可变的,因为它取决于您的功率和速度设置。对于薄材料和许多项目,它可以忽略,但并非总是如此。切口对您的项目的重要程度在很大程度上取决于您切割的材料和厚度,以及您的项目需要多少准确度或紧密程度。例如,为了更好地贴合镶嵌物,您可能会发现需要将嵌体件放大几个百分点才能完美贴合。

其他有兴趣制作盒子的免费网络资源是Box Maker和MakerCase。输入尺寸并选择您想要的关节类型,软件将为您创建剪切文件。它们甚至允许您输入切口厚度。

凭借过多的基于网络的激光切割服务,任何对制作充满热情的人都可以将他们的数字设计变为现实。现在去那里切割!

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