DahoraKit — Kit Mekanika Potong Laser untuk Pendidikan STEM: Parametrik, Terbuka dan Gratis, Dapat Dicampur Ulang

The Studio: menghasilkan bagian yang dikalibrasi ke mesin ANDA

The Studio adalah alat offline gratis — satu file HTML, tidak ada instalasi, tidak ada akun, tidak perlu internet. Ini menghasilkan setiap bagian dalam sistem: balok lurus dan miring, cakram/roda/katrol, roda gigi (keluarga modul 2.5 — jarak tengah selalu mendarat di grid, dihitung dalam lubang), rak, bantalan, cam dengan profil gerak yang dapat diprogram, penggeser engkol.

Cara kerjanya:

1. Kalibrasi sekali. Potong strip kalibrasi yang disertakan pada laser dan bahan Anda. Dorong batang ~3 mm lokal Anda (tusuk sate bambu, pasak, batang layang-layang) ke dalam sel; perhatikan diameter mana yang digambar mencengkeramnya.
2. Masukkan dua fakta terukur: diameter batang Anda dan sel pemenang. Studio memperoleh kerf laser Anda dan menyesuaikan setiap lubang, slot, dan takik — lubang pegangan, lubang berputar bebas, slot pemandu, serangan balik gigi.
3. Pilih bagian dan jumlah. Komposer kit menyarangkan semuanya ke lembaran dan melaporkan penggunaan material dan jumlah lembaran.
4. Ekspor. SVG milimeter nyata (cetak pada 100% untuk prototipe dalam kertas) + DXF (verifikasi skala saat impor). Laser apa pun, merek apa pun.

Aturan keselamatan dimasukkan ke dalam geometri, tidak diserahkan kepada pengguna: lebar bagian minimum yang berasal dari fisika material, sudut membulat di mana-mana, lubang yang sesuai yang mencengkeram tanpa pengamplasan — tidak ada bagian rapuh di tangan anak-anak.

The Exploded View: bagaimana mesin menumpuk

Sebelum menemukan, anak-anak membutuhkan satu model mental: mesin adalah bagian yang ditumpuk di poros. Tampilan Meledak membuatnya terlihat:

1. Susun tumpukan: tambahkan bagian ke gandar — balok (lubang, sudut), cakram (jari-jari), roda gigi (gigi), braket, bantalan (tinggi), cams (angkat), penggeser (perjalanan) — masing-masing dengan parameter langsungnya.
2. Lihat meledak: rakitan ditarik terpisah di sepanjang poros, dengan label dan panah yang menunjukkan apa yang pergi ke mana dan dalam urutan apa.
3. Dua gaya menggambar — cetak biru teknis atau sketsa tangan — untuk poster dan lembar kerja kelas. Unduh sebagai PDF dan cetak.

Ini menjawab pertanyaan yang diajukan setiap anak dengan bagian-bagian di tangan: "apa yang ada di tongkat terlebih dahulu?"

The 3D Builder: ciptakan mesin Anda sendiri

Kotak pasir tempat anak-anak (dan guru) mendesain mesin pada kisi 10 mm yang sama, dalam 3D:

1. Merakit secara bebas — balok, roda gigi, katrol, as roda — dengan tampilan 3D langsung (atas, depan, isometrik, orbit).
2. Dua aturan sambungan berlaku secara otomatis: lubang yang ketat berputar dengan poros, lubang longgar berputar bebas.
3. Dokumen saat Anda membangun: pembuat melacak langkah-langkah perakitan dan menghasilkan bill of material.
4. Ekspor lembar potong mesin (SVG) — penemuan Anda menjadi kit yang dapat dipotong — dan tutorial perakitan 3D langkah demi langkah animasi dengan pemutar bawaan, sehingga orang lain dapat membangun apa yang Anda temukan.

Ini adalah loop lengkap: ide anak → bagian parametrik → laser → tangan → tutorial yang dapat dibagikan.

Empat build yang telah terbukti di kelas

File yang dipotong dalam proyek ini adalah empat build klasik dari sepuluh tahun lokakarya, yang diurutkan berdasarkan kesulitan. Setiap build mengikuti dua aturan yang sama:

1. Dua pin melalui dua lubang = sambungan kaku. Bagian-bagian terkunci bersama.
2. Satu pin melalui satu lubang = pivot. Bagian-bagiannya berputar bebas.

Semua lubang berada di kisi 10 mm tetap, sehingga anak-anak menghitung lubang alih-alih mengukur milimeter — bagian itu sendiri adalah penggaris.

Apa yang Anda butuhkan

• Bahan lembaran: MDF 3 mm (atau akrilik/kayu lapis)
• Gandar: tusuk sate barbekyu, atau batang bundar ~3 mm yang tersedia secara lokal (pasak, batang layang-layang)
• Bagian lunak: karet gelang, benang/tali, karton, pita perekat
• Alat: tang pemotong, gunting
• Mesin: laser apa pun, merek apa pun. Tidak ada laser? Cetak SVG pada skala 100% dan potong bagian-bagiannya dalam stok karton — geometrinya benar-benar milimeter.

Sebelum memotong: periksa skala DXF saat impor (SVG dalam milimeter sebenarnya — satu pemeriksaan lubang ke lubang 10 mm sudah cukup). Untuk kecocokan yang sempurna, buat lembar Anda dari Studio dengan kalibrasi Anda alih-alih menggunakan file default-kerf.

Expanding Gripper · Beginner

Gunting pantograf: sepasang tongkat yang dihubungkan dengan X yang digabungkan oleh titik penyangga tunggal terbuka dan dekat satu sama lain — mendorong satu ujung dan ujung lainnya menembak ke depan. Selesaikan dengan gripper kardus yang Anda rancang sendiri dan pergilah berburu benda-benda di sekitar ruangan.

Apa yang dipelajari kelas: satu lubang di antara dua bagian = sambungan yang berputar. Geometri X yang dirantai melipatgandakan gerakan tangan kecil menjadi perpindahan besar di ujungnya.

Bagian: satu lembar dengan semua 12 bagian tongkat (batang 9 lubang) + tusuk sate, karton, selotip, tang.

Langkah 1 — Modul X. Hubungkan tongkat secara berpasangan dalam bentuk X, gabungkan melalui lubang tengah dengan sepotong tusuk sate. Kemudian potong kelebihannya dengan tang, sisakan cukup untuk menyatukan tongkat.

Langkah 2 — Rantai Xs. Gabungkan X di ujungnya mengikuti pola layer: setiap tongkat bawah menghadap ke arah yang sama, setiap tongkat atas juga. Penyelarasan itulah yang memungkinkan struktur terbuka dan menutup tanpa macet. Macet saat berekspansi? Hampir selalu tongkat pada lapisan yang salah — centang X dengan X.

Langkah 3 — Merancang gripper. Sebelum memotong, buat sketsa beberapa model di atas karton. Pikirkan dengan tujuan: apa yang akan diambil cakar Anda? Secangkir, kaleng, kotak? Bentuk gripper harus mengikuti fungsinya.

Langkah 4 — Rekam dan berburu. Rekatkan gripper karton ke salah satu ujung struktur. Pegang ujung lainnya, tekan dan lepaskan: cakar memanjang dan meraih target.

Tantangan kelas: siapa yang bisa mengambil objek terjauh? Yang terberat? Kemudian berburu mekanisme yang sama di alam liar: pantograf, gerbang gunting, lift mobil.

Platform Elastis · Beginner

Propulsi elastis digabungkan dengan struktur fleksibel — evolusi langsung dari gripper yang mengembang. Mengompresi platform memuat karet gelang; melepaskan memberikan energi kembali sebagai gerakan.

Apa yang dipelajari kelas: energi potensial elastis — gaya yang Anda terapkan tidak lenyap; itu disimpan dalam deformasi pita, siap untuk menjadi gerakan.

Bagian: tempelkan bagian pada lembaran potong (modul X + satu tongkat 9 lubang cadangan yang digunakan sebagai pengukur), pengikut ujung dengan slot perjalanan, colokan pengunci, tusuk sate, karet gelang, tang. Bagian bulat (colokan) berasal dari generator cakram Studio — sistem yang sama, poros 3 mm yang sama.

Langkah 1 — Xs, tidak ada yang dipangkas. Bangun X dengan tusuk sate, tetapi jangan memangkas kelebihannya dulu. Jarak antar sisi menjadi standar setelah semua X terhubung.

Langkah 2 — Cerminkan kedua sisi. Bergabunglah dengan Xs dengan memperhatikan pola koneksi: tongkat harus mengikuti arah lapisan di kedua sisi struktur. Kedua belah pihak harus menunjukkan pola yang sama — itulah yang membuat platform tetap stabil.

Langkah 3 — Pengukur lebar. Gunakan sisa tongkat 9 lubang sebagai pengukur: ini mengatur jarak antara dua sisi X. Setelah semuanya berbaris, lalu potong kelebihan tusuk sate dengan tang. Memotong tusuk sate sebelum penyesuaian ini adalah kesalahan klasik — lebarnya tidak dapat diperbaiki setelahnya.

Langkah 4 — Pengikut, colokan, dan pita. Pasang pengikut ke setiap ujung, atas dan bawah, kunci mereka dengan colokan. Sisakan celah kecil antara struktur dan pengikut untuk pita. Lipat setiap tali sekali dan pasang ke kedua sisi atas. Kompres — lepaskan — boing.

Tantangan kelas: mengukur seberapa tinggi objek cahaya diluncurkan. Apa yang berubah dengan dua band, bukan satu? Melipat tali dua kali? Tuliskan hipotesis sebelum menguji.

Lift engkol · Intermediate

Set katrol yang dibangun dari kit, benang, dan tusuk sate. Putar engkol dan kabin naik — dengan usaha yang jauh lebih sedikit daripada menarik tali secara langsung.

Apa yang dipelajari kelas: katrol dan engkol memperdagangkan kekuatan untuk jarak — Anda berputar lebih banyak, tetapi mendorong lebih sedikit. Keuntungan mekanis dalam tindakan.

Bagian: L-stick (kaki), tongkat 9 lubang (alas), J-stick (menara), satu tongkat 5 lubang (engkol), dua katrol besar + satu katrol kecil (drum), tusuk sate dipotong menjadi dua, benang. Bagian bulat berasal dari generator disk Studio. Bangunan naik berlapis-lapis: drum, menara, alas, kaki — lalu kabin dan engkol.

Langkah 1 — Katrol. Potong tusuk sate menjadi dua dan geser katrol besar. Ikat salah satu ujung benang ke katrol kecil dan pasang ke poros. Tutup mekanisme dengan katrol ketiga. Tip: ukur benang sebagai jarak dari meja ke lantai — sehingga setiap siswa dapat menguji lift di ruang mereka sendiri setelah kelas.

Langkah 2 — Menara. Di setiap sisi drum, pasang tongkat J. Mereka memegang gandar dan membentuk menara lift.

Langkah 3 — Dasar. Hubungkan dua stik 9 lubang di samping setiap J-stick. Penting: tongkat 9 lubang terhubung satu sama lain di ujungnya, seperti pada foto.

Langkah 4 — Titik keseimbangan. Gabungkan kedua bagian, selalu terhubung di lubang ke-5 — yang tengah — dari tongkat 9 lubang. Itu membuat seluruh set tetap seimbang.

Langkah 5 — Kaki. Dengan menggunakan sambungan di ujung stik 9 lubang, pasang satu tongkat L di setiap sisi. Mereka memberikan presisi dan keseimbangan pada build — dan pas.

Langkah 6 — Kabin. Buat sambungan antara lubang ujung pelat menggunakan tusuk sate. Kemudian ikat ujung benang bebas ke atap kabin.

Langkah 7 — Engkol. Pasang tongkat 5 lubang ke ujung gandar: itu menjadi engkol. Lengan membuat putaran lebih mudah, memotong upaya dan menambah keseimbangan. Putar — dan saksikan kabin naik. 

Tantangan kelas: muat kabin (penghapus, koin) dan bandingkan — memutar engkol vs menarik benang secara langsung: mana yang membutuhkan kekuatan lebih sedikit? Mengapa? Tautkan jawabannya ke derek, sumur, dan win.

Lengan Artikulasi · Advanced

Tangan mekanis yang digerakkan oleh tendon: tali mengalir melalui tautan dan, ketika ditarik, menutup cakar di ujung lengan — lepaskan, dan karet gelang membukanya lagi. Sintesis membangun: di setiap koneksi, tanyakan — haruskah sambungan ini mengunci atau berputar?

Apa yang dipelajari kelas: derajat kebebasan. Kunci dua lubang (sambungan kaku), satu poros lubang (sambungan artikulasi). Tali adalah tendon yang menutup; Karet gelang adalah pegas yang terbuka kembali.

Bagian: 5× L-stick (jari), 5× stik 9 lubang (tautan), 2× J-stick (pergelangan tangan), 1× tongkat 5 lubang (pemicu), 3 gandar tusuk sate, benang, karet gelang.

Langkah 1 — Jari atas. Bangun baris atas jari bergantian L-stick, 9-hole, L, 9-hole dan satu L terakhir. Jari-jari harus tetap kaku: perbaiki masing-masing melalui dua lubang — dua titik jangkar menjamin kekakuan.

Langkah 2 — Perbaikan pergelangan tangan. Gunakan sistem pemasangan untuk memasang satu J-stick ke tongkat 9 lubang. Ini adalah pangkal pergelangan tangan.

Langkah 3 — Bilah pengembalian. Perhatikan di sini: hubungkan 4 tongkat — dua L di ujungnya dan dua 9 lubang di tengah. Tongkat bawah diikat dengan karet gelang, yang membuat tangan tetap terbuka secara permanen.

Langkah 4 — Gabungkan dua bagian. Gabungkan dua set yang dirakit, selalu sambungkan pada lubang ke-5 dari tongkat 9 lubang, agar tetap seimbang.

Langkah 5 — Pemicu pegangan. Hubungkan tongkat J lainnya ke tongkat kecil 5 lubang, sisakan tusuk sate ekstra untuk menahan ujung karet gelang yang longgar sesaat.

Langkah 6 — Perakitan penuh. Satukan semua bagian yang Anda buat, perbaiki struktur tangan ke tongkat J. Ingatlah untuk memasang karet gelang ke tusuk sate ekstra, menguncinya di antara kedua tongkat.

Langkah 7 — Ketegangan tendon. Terakhir, sambungkan ujung pelatuk ke dua stik 9 lubang yang mengartikulasikan jari bawah. Ikat benang sekencang mungkin — ini meningkatkan kinerja lengan. Tarik tali — tangan menutup.