Книга с головоломками — классный DIY проект для лазерного станка

В этом году я сделал предложение своей девушке Ширин накануне её дня рождения. Ей и ее друзьям понравилось как я это сделал, поэтому я решил поделиться этим проектом. Я использовал лазерный станок для создания этого проекта. Выше вы увидите несколько внешних видов книги, а также видео, описывающее принцип ее работы.

В целом, я написал эту инструкцию, предполагая, что любой, кто воссоздаст эту книгу, захочет изменить свой собственный сюжет, изображения и даже головоломки в определенной степени, поэтому я сосредоточился в основном на общем процессе, а не на конкретном тексте, изображениях и т.д.

Примечание: Данная статья является переводом.

Когда Ширин росла, она любила делать книги-панорамы для своей семьи, поэтому я решил создать сказочную историю, основанную на наших отношениях.

Книга рассказывает о двух главных героях - Супер Санте (я) и Мисс Пряник (она), а также об их стремлении найти Идеальную Пару. Что такое Идеальная Пара? Никто из них пока не знает. Каждая глава в книге сопровождается головоломкой, основанной на уникальных деталях наших отношений. Необходимо сделать так, чтобы кусочки головоломки идеально подошли друг другу, чтобы перейти к следующей главе. Я поделюсь подробностями истории, а также тем, как я ее создавал.

Меня всегда поражало то, что мы с Ширин так хорошо подходим друг другу практически в любой ситуации. Мы оба - предприниматели, любим ездить на фестивали, такие как Coachella, и обожаем приключения в глуши. Мы идеально подходим друг другу.

Размышляя над темой "Идеальная пара", я понял, что "Идеальной парой" могут быть и другие вещи, например, к посадке кольца на пальце или к тому, как кусочки пазла подходят друг другу. Вооружившись темой, история быстро сложилась. В нашей истории есть 4 четких действия:

1. День, когда мы встретились.
2. Приключения, которые мы пережили.
3. Добавление Пиклза (нашей собаки) в нашу семью.
4. Помолвка.

С персонажами тоже было легко, потому что у нас есть кодовые имена друг для друга - Супер Санта и Мисс Пряник. (Мы познакомились на мероприятии, посвященном рождественским праздникам). А добавить Пиклза было просто необходимо. Собаки всегда помогают в сказочных историях ;)

Отталкиваясь от темы "Идеальная Пара", я подумал, что мог бы создать книгу рассказов, в которой, чтобы перейти к следующей главе, читатель должен идеально соединить кусочки головоломки. В Интернете я нашел целую кучу замков-головоломок и книг-головоломок, из которых можно было черпать вдохновение, но главным источником вдохновения.

Каждая страница - это, по сути, коробка. Для создания коробки я начал с MakeABox.io, чтобы создать чертежи, а затем изменил их в Illustrator, чтобы добавить такие вещи, как удлинители для дюбелей.

Вы заметите, что коробка выдвигается, чтобы удерживать дюбели, но мне также нужно было: а) сделать коробку прочной и б) соединить каждую страницу с другой. Для этого я сделал небольшие детали, через которые можно было бы просунуть дюбель и которые также входили бы в боковую часть страницы.

На иллюстрации jpg показаны две основные вещи:

1. Общая версия того, как я соединил видимые части с внутренними частями, которые запирают/отпирают головоломку. В этом упрощенном примере титульная страница заперта. Замок (красный), который подключен к странице 2, не позволяет перемещать (синие) внутренние части страницы 1. Как только (синее) подвижное изображение на передней обложке перемещается, оно одновременно перемещает внутренние фрагменты. Это позволяет открыть переднюю крышку без нажатия на (красный) замок.
2. Слева вы увидите маленькие детали, которые соединяют штифты с коробкой. Они окрашены в зеленый цвет. Чтобы понять это, сначала посмотрите на фотографии. Вы увидите, что каждый штифт соединен со страницей в 5 местах. В верхний и нижней части, а также в 3 внутренних разъемах. Верх и низ - это просто продолжения коробки, как вы увидите в файлах иллюстратора. Три внутренних разъема выглядят как зеленые части на рисунке. Обратите внимание: их не нужно приклеивать или фиксировать иным образом, потому что верхний и нижний коннектор уже зафиксированы - внутренние коннекторы служат для стабилизации книги.

Для дизайна всех деталей я использовала Illustrator.

Материал

Примечание: ваш лазерный станок скорее всего будет иметь другой размер рабочего поля, поэтому ваши потребности в материалах будут другими. Я оценил свои потребности, основываясь на лазерной станине 18x24", которую я в основном использовал.

Основные страницы сделаны из 1/8" МДФ с кленовым шпоном. Я купил их в местном магазине для DIY проектов, потому что они уже были предварительно нарезаны на листы 18x24", которые идеально подошли к лазерной станине, которую я использовал.

Акцентные стены - акцентные стены каждой страницы - это 1/8" МДФ с ореховым шпоном. 

Травленые детали - все травленые детали, например, два человека на обложке в овале, сделаны из 1/8" ольхового дерева. Они оказались очень надежными, и толщина их материала постоянна. Обратите внимание - ольха очень хорошо протравливается и хорошо контрастирует с кленом и орехом. Я использовал около 10 штук, потому что переделал кучу деталей, но вам, надеюсь, понадобится гораздо меньше. Они поставляются в листах размером 6х24 дюйма.

Компоненты страницы 2 - Единственное место, где я использовал что-то отличное от того, что описано выше, это страница 2 - Жизнь в приключениях и переменах. Каждый из движущихся компонентов (например, символ Burning Man, логотип Walmart) выполнен на 1/16" ольховом дереве. Более тонкая древесина дала мне достаточный зазор, чтобы детали не ударялись друг о друга при движении. Вам понадобится только 1 лист 6"x24", но лучше взять 3-4, чтобы можно было немного поиграть.

Дюбели - Дюбели для переплета книги имеют толщину 3/8", а дюбели внутри каждой страницы - 1/4". Я приобрела их на Amazon.

Шайбы - любые видимые шайбы, например, 3/4" на страницах 1 и 2 головоломки сделаны из 1/16" ольхи, которую я стопроцентно обработал рашпилем, чтобы получить темный цвет. 

Хотя я не вел подсчет, все материалы должны были стоить менее 200 долларов.

Оборудование - Единственное оборудование, о котором вы, возможно, не подумали, это хорошая пила для резки заподлицо. Она действительно помогла создать чистые линии, когда я резал дюбели. В остальном все было просто: суперклей, немного наждачной бумаги и лазер.

Фотографии и видео

На фото показаны детали после их вырезания и перед сборкой. Это ~400 отдельных частей. Вы можете заметить, что дерево разного цвета - фотография была сделана во время пробного запуска, и у меня никогда не было всех деталей вместе, без сборки, для окончательной версии. Я также снял пару видеороликов, показывающих лазерное травление текста и вырезание некоторых механических частей.

Некоторые извлеченные уроки

1) Сначала надо было изучить САПР!

Я должен был потратить время на изучение CAD-программ, чтобы смоделировать все взаимодействия деталей.

2) Материал - используйте МДФ, а не твердые породы дерева.

Первоначально я пытался использовать настоящий орех и клен для страниц книги, но во время сборки они ломались. В пробных вариантах я использовал МДФ, и он не ломался, поэтому я вернулся к МДФ для окончательной версии. Кроме того, на удивление, текст получился более четким, если использовать МДФ с ореховым шпоном, а не настоящий орех. Положительным моментом является то, что это также дешевле!

Передняя обложка - это легкая головоломка. Пока два человека (я и она) разделены, вся книга закрыта. Однако, когда вы сдвигаете нас обоих друг к другу и мы сцепляемся, вы можете открыть первую страницу книги.

Текст

Текст очень прост для лазерного резака, хотя вам придется повозиться с настройками лазера, чтобы добиться наилучшего контраста.

1) Наберите текст в Illustrator

2) Выберите правильный шрифт и размер

3) Убедитесь, что это правильный текст

4) Объект -> Расширить, чтобы превратить его в вектор.

После расширения в вектор Illustrator больше не рассматривает его как текст, поэтому его нельзя редактировать. Это очень хлопотно - возвращаться и изменять текст позже!

Травление символов

На самом деле добиться того, чтобы они получились правильными, довольно сложно. Я вырезал лазером, наверное, 30-40 итераций, прежде чем был доволен результатом. Есть много переменных, и это, вероятно, заслуживает отдельной инструкции, но вот ее суть

1) Откройте фотографии в Photoshop и действительно поработайте над контрастом светлого и темного. Вручную добавьте линии для обозначения таких вещей, как руки и ноги, если фотография не очень хорошо выделяет их.

2) Откройте файл фотошопа в иллюстраторе и сделайте Live Image Trace для преобразования в вектор. Я использовал окно Live Image Trace, а не кнопку, потому что это дало мне целый ряд настроек. Иногда мне приходилось импортировать определенную часть фотографии с одними настройками Live Image Trace, а другую часть фотографии - с другими.

Примечание: один из знакомых сообщил мне, что я мог бы использовать двусторонний фильтр, чтобы легче добиться лучшего контраста. Вот примечание этого человека: "Двусторонний фильтр - это фильтр, который делает резкими линии между высокими градиентами, но сглаживает все остальное. Это смесь фильтров Гаусса (размытие) и Лапласиана (резкость).

Если использовать все три цвета по отдельности, а затем объединить их, то можно значительно увеличить мощность фильтра. Хотя учтите, что при этом могут возникнуть некоторые артефакты, и для подтверждения их наличия или отсутствия необходим визуальный осмотр. Простой фотошоп исправит это".

Механизм блокировки

Вы увидите, что механизм блокировки довольно прост. На схеме выше показан вид сбоку на страницы 1 и 2. Детали, которые вы видите на внутренней стороне передней крышки, на самом деле находятся на 3/16 дюйма ниже передней крышки. Когда (светло-голубые) части обложки двигаются, двигаются и (светло-голубые) части под ней. Это означает, что механизм блокировки освободился для движения. Запирающий механизм (красного цвета) соединен со следующей страницей, т.е. на странице 2 находится запирающий механизм для страницы 1, на странице 3 - для страницы 2 и т.д.

Диаграмма, которую я создал, надеюсь, показывает, как это работает.

Теперь для каждой страницы механизм блокировки должен находиться в другом месте, потому что замок для страницы 1 находится на странице 2 и т.д.

Усвоенный урок: Я немного повторяюсь, но я должен был использовать программу CAD и сейчас изучаю AutoDesk Fusion 360. По мере развития головоломок расположение замков также должно было меняться, и мне приходилось постоянно переходить от одного файла к другому, чтобы убедиться, что все совпадает. Это приводило к значительным потерям времени и материала. Оказалось, что конвертировать файлы из CAD в формат, необходимый для лазера, довольно просто.

Первая глава - это история о том дне, когда мы встретились на рождественском фестивале Сантакон в Сан-Франциско. Я был одет как Супер Санта, а она - как Мисс Пряник. Чтобы перейти к следующей главе, она должна была найти Супер Санту и Мисс Пряник среди множества рождественских персонажей и выстроить их в ряд у омелы, потому что наш первый поцелуй был под омелой. Выстроив их в ряд, она могла передвинуть елку вверх, и это открывало следующую страницу.

Рождественские персонажи

Я искал в Google Images силуэты различных рождественских персонажей, затем поместил их в фотошоп, чтобы немного подправить. Я обнаружил, что силуэты сами по себе выглядят нечеткими при лазерной гравировке на дереве, поэтому мне пришлось добавить линии и тени, чтобы добиться нужного контраста. Для Мисс Пряник и Супер Санты я просто взял силуэт пряника, а затем нарисовал в Illustrator дополнительные детали, такие как шапка Санты и логотип супермена.

Дополнительные детали

Я также попытался продумать другие уникальные детали нашей совместной жизни. Например, на ее наряде были перья, и одно из них отвалилось во время ночи, поэтому вы видите перо. В целом, я обнаружил, что вырезание фрагментов и создание 2,5D, а не травление, придает книге больше выразительности. Например я воссоздал передний фасад ресторана в который мы ходили, вырезал лазером окна и т.д. Лазеры невероятно хороши в этом 2.5D - я не могу не рекомендовать воспользоваться преимуществами точной резки.

Текст

Вы увидите повторяющуюся тему: текст находится слева, а соответствующая головоломка - справа. Текст был сделан так же, как и на обложке: напечатать, изменить размер, объект-расширить. Чтобы добавить немного больше пикантности каждой странице текста, текст был на плоском листе, который я инкрустировал на 1/8 дюйма вниз. Это позволило мне добавить рамку, которая была уникальной для этой части истории. Например, на этой первой странице вы увидите рамку из омелы - так мы впервые поцеловались.

Вторая глава - это история наших приключений в дороге на нашем фургоне, прозванным "Тонкий роллер". По мере движения фургона на дороге появлялись маленькие деревянные значки. Это были либо забавные вещи, которые мы делали вместе, либо препятствия, которые нам пришлось преодолеть. Например, я сильно заболел на нашем первом свидании, но она пошла со мной снова, "Горящий человек", Национальный парк Зайон, ночевка на парковке Walmart в Элко, штат Невада, и побег от медведя гризли на Аляске.

Фургон - Для фургона я взял фотографию фургона и обвел ее в Illustrator, чтобы получить копию, которую вы видите.

Каждый момент - я искал что-то, что хорошо представляет момент, например, на нашем первом свидании мы смотрели TinTin (не спрашивайте, это была ужасная идея;), поэтому я нашел постер фильма. Для Burning Man я нашел аэрофотоснимок, а затем нарисовал его, чтобы показать все улицы, а также человека в центре. В целом, я просмотрел, наверное, 10-12 моментов и выбрал те, которые показались мне наиболее удачными, используя в качестве двух основных переменных значимость для наших отношений и эстетику.

Обеспечение того, чтобы движущиеся части не ударялись друг о друга - Поскольку нет механизма, гарантирующего, что каждый момент остается абсолютно ровным, чем дальше от центра уходит часть, тем больше гравитация наклоняет ее вниз. В результате мне понадобился больший перепад высот, чем ожидалось, чтобы убедиться, что части не ударятся друг о друга.

Фон - Между верхним и нижним листом 3/4 дюйма, причем нижний лист является текстом для следующей страницы. В результате, для каждого момента вам понадобится 1/16" ольхи, на которой вы вытравили Момент, и 11 шайб, каждая из которых 1/16". Используя шайбы, вы можете варьировать высоту момента относительно других деталей. Давайте разберем несколько моментов:

• Горящий человек (внизу слева) - Момент внизу. 11 шайб над ним.
• Сион (внизу посередине) - 8 шайб под моментом и 3 над ним.
• TinTin (средняя слева) - 11 шайб внизу. Момент вверху.
• Маргарет (внизу справа) - 2 шайбы ниже Момента, 9 выше.
• Coachella (посередине) - 5 шайб под "Моментом", 6 сверху.
• Walmart (слева вверху) - 8 под Моментом, 3 над ним.
• Медведь Гризли (справа вверху) - Момент внизу, 11 шайб выше.

Третья страница рассказывает о том, как мы добавили в этот микс нашу собаку, Пиклза, и сколько радости он нам принес. Механически это довольно просто. Просто сдвиньте верхнюю и нижнюю собачьи кости. Вы увидите, как Пиклз теперь находится в центре и идет с нами вдаль. Это также открывает следующую страницу.

Чтобы получить гравюры с изображением нас троих, я начал с фотографии, на которой мы идем по пожарной дороге в Эскаланте. В Photoshop я разделил нас троих на разные слои, а затем немного поработал с контрастом и вручную добавил некоторую четкость, которая не была видна на фотографии, в основном из-за положения солнца. После этого я перенес каждый слой в Illustrator и выполнил трассировку изображения. В Image Trace есть множество опций и ползунков. Для ваших фотографий вам придется действовать методом проб и ошибок. Я буквально вырезал ~40 различных изображений, прежде чем выбрал те, которые вы видите. Смотрите раздел на странице 1 для более подробного описания. Я также включил несколько уроков, которые Огурчик преподал нам о том, как быть добрыми друг к другу и получать удовольствие от жизни.

Левая сторона - Вы заметите, что накладка - это собачьи кости. Ширин очень оценила это. Предполагая, что любой, кто будет воссоздавать этот рисунок, изменит историю, просто измените файл иллюстратора и сделайте его соответствующим этой части вашей истории. Ей очень понравилось, как я подобрал накладки к сюжету.

Ключевой урок, полученный на этом этапе:

Если ваш адресат любит собак так же сильно, как моя будущая жена, если у вас есть собака, включите ее/его ;)

А в последней главе Супер Санта наконец-то понимает, что мисс Пряник - его "Идеальная пара". И что он прошел бы 500 миль и прошел бы еще 500, только чтобы стать тем человеком, который прошел 1000 миль, чтобы упасть у ее двери. И теперь ему нужно было узнать, чувствует ли мисс Пряник то же самое по отношению к нему. Я дал ей решить последнюю загадку...

Кольцо, которое вы видите на фотографиях, на самом деле - это кольцо-заготовка, а не то, которое я сделал для нее. То, которое я сделал для нее, я держу в руке.

Головоломка очень проста в решении - это механическая диафрагма, которую она раздвигает, чтобы показать кольцо. В этот момент я опустился на одно колено и попросил ее выйти за меня замуж. Удивительно, но она была так увлечена историей, что даже не поняла, что я делаю предложение, пока не увидела кольцо. Вот!

Хочу заметить, что я вырезал несколько вариантов 3 персидских кругов, прежде чем остановился на том, что вы видите в окончательном варианте.

Извлеченные уроки:

1) Не используйте ленту на действительно сложных деталях. Первоначально я вырезал персидский круг как отдельную деталь, как видно на фото с диском. Это выглядело не очень хорошо. Но на самом деле я загрузил эту фотографию потому, что я обклеил скотчем верхнюю часть дерева, чтобы лазер оставил действительно хороший контраст между обожженными и чистыми частями. Потребовалось 2 часа, чтобы отклеить ленту.

Вместо этого запустите лазерный резак 2 раза, но на меньшей мощности. Это поможет уменьшить следы от ожогов. Кроме того, если я видел какие-либо специфические следы ожогов, я слегка шлифовал их после этого. Если вы это сделаете, обязательно обработайте это место воздухом, чтобы удалить частицы.

Задняя обложка была забавной. Я знал, где мы будем в тот день, когда я сделаю ей предложение, поэтому нашел в Интернете фотографию дороги, по которой мы собирались ехать. Отфотошопив наш фургон на переднем плане, я выгравировал обновленную фотографию на куске ольхи размером 6х6 дюймов и приклеил ее на заднюю сторону.

Вокруг гравюры я разместил 4 полукруга, на каждом из которых было изображение кольца, которое я создавал для нее.

А что касается текста, то вы, наверное, заметили тему. Наша жизненная тема - "жить жизнью, полной приключений и перемен", поэтому я знал, что должен отразить ее на задней обложке.

Выученные уроки:

Эмоциональный - Она много говорит о том, что фотография, выгравированная на обороте, - это место, где мы были в тот день. Для нее это символично, что, хотя эта конкретная книга закончилась, наша совместная жизнь продолжается. Если вы воссоздаете книгу, я настоятельно рекомендую найти способ обозначить продолжение отношений (или то, что для вас символично).

Техника - Используйте растрирование, чтобы создать разную высоту. Внимательно посмотрите на кольца. Вы увидите, что я растрировал все, кроме кольца. Поскольку растеризация сжигает материал, получается, что кольцо приподнято относительно окружающего материала. Первоначально я растрировал само кольцо, но это выглядело забавно, потому что тогда кольцо было полостью.

Я собрал два прототипа перед окончательной доработкой. Если вы используете мои файлы, вам, вероятно, не понадобится делать так много прототипов, кроме как посмотреть, как ваши конкретные изображения травятся на дереве. Тем не менее, в процессе сборки я узнал несколько вещей, которыми стоит поделиться:

1. Сначала собирайте каждую страницу, а затем объединяйте страницы для создания книги.
2. При сборке каждой страницы кладите задний лист, затем 4 края коробки, затем верхний лист. Если детали не прилегают друг к другу гладко, возможно, вам нужно либо увеличить мощность лазера, либо зашкурить некоторые выемки в местах застревания. Будьте осторожны, шлифуйте только те места, которые будут скрыты от глаз, потому что в противном случае вы нарушите эстетику, сошлифовывая обожженные лазерным резаком края.
3. Убедившись, что коробка собирается идеально, я приклеил дно к 4 стенкам с помощью нескольких капель суперклея. Хотя в этом не было особой необходимости, это помогло сохранить устойчивость коробки, так как она перемещалась во время остальной части процесса сборки.
4. Придется нарезать много дюбелей. Я создал приспособление для резки дюбелей по точному размеру - точность должна составлять 1/16 дюйма. С помощью пилы для резки заподлицо получился достаточно ровный срез, который я затем отшлифовал перед установкой дюбеля на место.

Страница 1

Надеюсь, сборка довольно простая. Головоломка состоит из 3 дисков. Каждый внутренний диск лежит поверх большего диска. Елка соединяется с Т-образной деталью, которая должна пройти весь путь через 3 диска, чтобы открыть страницу.

Страница 2

Вернитесь к шагу по созданию детали Страница 2 для получения инструкций по сборке.

Страница 3

Очень просто. Единственное, что вряд ли можно назвать очевидным, это то, что я приклеил 3-дюймовые ползунки (по 2 на сторону) из акрила, чтобы детали плавно двигались влево и вправо.

Страница 4

Я использовал конструкцию механической диафрагмы NTT и немного изменил ее под свои нужды. Вместо использования прищепок для пальцев я закрыл подвижные части диафрагмы верхним листом (который содержит 3 персидских круга).

Задняя крышка

Я приклеил заднюю крышку и утяжелил ее кучей разделочных брусков, которые валялись у меня дома. Чтобы убедиться, что она отцентрирована, я вырезал лазером шаблон из акрила, а затем поместил детали в шаблон. Полукруги с кольцами я склеил суперклеем.

Переплет книги

Как дюбели соединяются со страницами, смотрите на схеме, которую я приводил выше. Поместите первые две страницы книги вместе, убедитесь, что все соединительные элементы вставлены в страницу, и вставьте дюбель. Мои дюбели были 0,375", а отверстия - 0,39", так что места было достаточно, и они не шатались. Перед установкой дюбелей, возможно, вам захочется смочить детали соединителя в перекиси водорода, чтобы избавиться от жженой древесины из-за процесса лазерной обработки. Это поможет вам избежать загрязнения дюбелей.

На фотографиях видно, что между страницами есть 5 потенциальных соединительных элементов. Вам просто нужно чередовать 3-2-3-2, т.е. страница 1 и страница 2 соединены через 3 соединительные детали. Страницы 2 и 3 соединяются с помощью 2 соединительных деталей. и т.д.

Примечание: Посмотрите на зеленые детали, которые соединяют дюбели с коробками. Измерьте определенную ширину материала, который вы используете для зеленых деталей, и убедитесь, что она соответствует ширине отверстий на коробке, в которую вы будете вставлять. Слишком туго - не подойдет, слишком свободно - будет шататься. Аналогично убедитесь, что ширина между отверстиями одинакового диаметра - именно там проходят детали, соединяющие страницы вместе, и вы не хотите, чтобы они шатались или были слишком тугими! Проведите несколько экспериментов, прежде чем все разрезать.

Этот проект был довольно длительным, потому что детали были очень важны для меня, а я новичок в мире мейкерства. Я хотел сделать что-то особенное для нее, что-то, что она будет иметь и через 50 лет.

Некоторые общие уроки. Некоторые из них изложены в инструкции, но их стоит повторить:

1. Я должен был потратить время на изучение CAD-программ - я потратил много времени на вырезание деталей, которые не подходили, потому что я забыл, что изменение одной детали означает, что другая деталь должна быть изменена. CAD-программа значительно сократила бы эту проблему.
2. Лазеры удивительны. Они дают потрясающий уровень детализации. Ближе к концу я начал узнавать, как можно использовать лазер для вырезания мелких деталей по сравнению с простым травлением на плоской поверхности. Например, мы встретились в Greens, и сначала я просто вытравил изображение на основной поверхности. Потом я понял - эй, у меня есть доступ к лазеру! Я могу красиво вырезать эту деталь! Люди действительно отмечают, насколько получилось красиво.
3. Мне следовало потратить время на то, чтобы освоить ЧПУ. Было несколько головоломок, которые я пытался сделать, но они были невозможны без более сложных деталей, деталей, которые было бы легко сделать на станке.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Верстак для ребёнка с инструментами своими руками! Чертежи прилагаются!»‎ и «‎Создание гигантских подвижных рук вырезанных из дерева!‎»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!