Проекты

Диодно-лазерный станок

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Машиностроение, Конструирование
Авторы работы: ГБПОУ ОК «Юго-Запад»
Предметы: Физика, Информатика, Технология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Мы создали портативный, не требующий системы охлаждения и вытяжки, диодно-лазерный станок. Он позволит сформировать у школьников знания и умения по лазерным технологиям. Лазерные технологии – это технологии будущего. Поэтому необходимо уже в школе формировать знания и умения по лазерным технологиям. Во многих школах нет современных лазерных станков, т. к. они требуют специальных условий: отдельного помещения с системой охлаждения и вытяжкой.

Цель

Создание простого и портативного диодно-лазерного станка для гравировки фанеры и резки бумаги.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Кабинет САПР.
  • Лаборатория ЦМИТ «Территория Творчества» с 3D-принтерами Ultimaker-2 и лазерным станком для резки и гравировки GARD 1290.
  • Мастерская станков с ЧПУ.
  • Кабинет информатики и информационных технологий.

Описание

Мы использовали систему автоматизированного проектирования КОМПАС-3D для проектирования диодно-лазерного станка. Сконструировали 3D-модели для деталей станка и 3D-сборку диодно-лазерного станка. Изготовили из PLA-пластика элементы корпуса: стойки-ножки станка и коробку для управляющей платы Arduino. Также мы изготовили основу станка из металлического профиля, лёгкость и прочность которого обеспечивает портативность диодно-лазерного станка. Затем подобрали покупные комплектующие – диодно-лазерную лампу, плату Arduino Mini, шаговые двигатели, блок питания, кулеры, зубчатые ремни и собрали станок.

После того как макет станка был собран, мы написали скетч для управляющей платы Arduino Mini с помощью программы FLProg. Готовый скетч загрузили в плату с помощью программы Arduino IDE и подобрали оптимальные режимы скорости и мощности для нашего станка в программе Benbox Laser Engraver для резки и гравировки различных материалов.

Провели испытание диодно-лазерного станка. После испытаний мы поняли, что надо спроектировать и создать защиту глаз от диодно-лазерной лампы. В результате изготовили защитный корпус для лампы.

Гравировали на фанере сувениры, медали к 75-летию Великой Победы. Резали плотную и клейкую бумагу для получения надписей, логотипов, вывесок, указателей.

Результаты работы/выводы

Создали портативный диодно-лазерный станок, который можно использовать в школах, т. к. он не требует мощного охлаждения и вытяжки.

Научились изготавливать технологические модели для станка в программе Benbox Laser Engraver для резки и гравировки различных материалов: бумаги, картона, фанеры.

Нашли оптимальные режимы скорости и мощности для нашего станка в программе Benbox Laser Engraver для резки и гравировки различных материалов.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем планируем усовершенствовать станок. Изучим вопросы увеличения мощности станка при использовании портативного охлаждения и малогабаритной и бесшумной вытяжки.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Центр молодёжного инновационного творчества «Территория Творчества» при АО «ИНУМиТ» – Института новых углеродных материалов и технологий.

Награды / достижения

Призёр конференции «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату» - 2020г.

Мнение автора

«Огромное спасибо организаторам проекта «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего» за возможность показать наш проект, за отзывы о проекте, которые мы учтём при совершенствовании нашего станка и при работе над новыми проектами.

Для меня и моих друзей участие в конференции – это бесценный опыт представления и защиты своего проекта перед серьёзным жюри. В ходе работы над диодно-лазерным станком мы прошли все этапы сложного и интересного процесса – конструирования устройства»