ورق پلاستیکی و روشهای شکل دهی آن برای ساخت شاسی رباتیک

آموزش ساخت شاسی ساده رباتیک با ورق پلاستیکی – آموزش رباتیک با متدی آسان

شیت‌ها معمولا در هر یک از اندازه‌های چند میلی‌متری موجود هستند. در اینجا به برخی از ضخامت‌های معمول برای رباتیک اشاره می‌کنیم:

3 میلیمتر

8 میلیمتر

10 میلیمتر

چگونه ورق پلاستیکی را ببرید:

​​​​​​برای اطلاعات بیشتر در مورد برش مواد و اره به طور کلی، حتما قسکت ها قبلی ، “تکنیک‌های ساخت‌وساز مکانیکی ربات” را بخوانید.​ ​​​​​

پلاستیک‌های نرم و نازک (‏1.5 میلیمتر و کمتر)‏را می توان با یک چاقوی تیز برش داد. هنگام برش، یک صفحه مقوا یا فوم برد را بر روی میز قرار دهید. این به جلوگیری از فرو رفتن چاقو به داخل میز کمک می‌کند، که می‌تواند رومیزی را خراب کند. زمانی که می‌خواهید یک خط مستقیم را ببرید از خط کش فلزی استفاده کنید.

پلاستیک‌های سخت را می توان به روش‌های مختلفی برش داد. در هنگام برش پلاستیک اکریلیک با ضخامت کم‌تر از 5 میلیمتر ، یک راه استفاده از روش ضربه است (‏شکل ۳ – ۹ را ببینید)‏:

شکل ۳ – ۹: آکریلیک، پلی‌کربنات یا پلاستیکهای سخت دیگر را با ایجاد یک خط با یک چاقوی تیز برش دهید. سپس به برش ایجاد شده یک فشار وارد کنید.

روش بریدن با فشار

۱. از یک چاقوی تیز فلزی برای ایجاد یک خط برش استفاده کنید. با ایجاد خط برش تنها قسمتی از راه را می‌برید – یک خراش عمیق ایجاد می‌کنید. بیشتر ورقهای پلاستیک دارای یک روکش پلاستیک محافظ از هر دو طرف است. زمانی که خط برش می اندازید آن را جدا کنید.

 ۲. با دقت خط برش را بسته به ضخامت پلاستیک از ۵ تا ۱۰ بار تکرار کنید. هرچه پلاستیک ضخیم‌تر باشد، خطوط برش عمیق تری نیاز خواهید داشت.

 ۳. یک لوله با قطر ۱ / ۲ یا ۱ را زیر پلاستیک قرار دهید تا خط برش در بالای لوله باشد. با انگشتان یا کف دست شما، با احتیاط هر دو طرف خط را فشار دهید.

احتمال وقوع ترک‌ها در لبه‌ها بیشتر است، بنابراین ابتدا روی لبه‌ها فشار بیاورید و سپس به سمت مرکز حرکت کنید. به زور وارد نشو. اگر نمی‌توانید پلاستیک را به طور تمیز جدا کنید، خط برش را با چاقوی برش عمیق‌تر کنید. ​

برش ورق پلاستیکی با اره کردن

ورقه نازک پلاستیکی و لوله‌های اکسترود شده و میله‌ها باید با اره بریده شوند. اگر کمان اره دارید، آن را با یک تیغه دندان ریز طراحی‌شده برای فلزات غیر آهنی در هنگام برش آکریلیک یا پلاستیک سخت، یا در هنگام برش PVC، مجهز کنید. هنگام برش آکریلیک و دیگر پلاستیکهای سخت، سرعت تغذیه را کاهش دهید – سرعتی که در آن ماده به دو قسمت تقسیم می‌شود. فشار به پلاستیک ، پلاستیک را گرم می‌کند و باعث می‌شود که پلاستیک تغییر شکل داده و ذوب شود. ​

هنگام کار با اره برقی، از حصارها یا قطعات چوبی که توسط گیره‌های C در جای خود نگه‌داشته شده‌اند برای اطمینان از یک برش مستقیم استفاده کنید. ​

شما می‌توانید از یک اره دستی برای برش تکه‌های کوچک‌تر پلاستیک استفاده کنید. یک هچ (‏شکل ۴ – ۹)‏با تیغه متوسط یا ریز دندان (‏۲۴ یا ۳۲ دندان در هر اینچ)‏انتخاب خوبی است. همچنین می‌توانید از اره مویی (‏با تیغه دندان نازک)‏و یا اره تراشی استفاده کنید. اینها انتخاب‌های خوبی در هنگام برش زوایا و گوشه‌ها و نیز هنگام انجام جزئیات هستند. ​

شما می‌توانید از اره موتوری برای برش پلاستیک استفاده کنید، اما باید دقت کنید که یک برش مستقیم را تضمین کنید. در صورت امکان از یک تکه تخته چندلا استفاده کنید که توسط گیره C به عنوان حصار راهنما در جای خود نگه‌داشته شده‌است. دقت کنید که مواد محکم نگه‌داشته شوند. در غیر این صورت، پلاستیک در برابر ابزار برش ارتعاش خواهد کرد، که یک لبه بسیار سخت و یک برش ناهموار ساخته می‌شود. ​

سرعت اره موتوری را کم کنید تا زمانی که تیغه داغ می‌شود، پلاستیک در برش ذوب نشود. اگر پلاستیک حتی با اره در پایین‌ترین حالت خود ذوب شود، یک تیغه بزرگ‌تر انتخاب کنید. ​

شکل ۴ – ۹ از یک اره ژاپنی با تیغه متوسط یا ریز دندان برای برش پلاستیک استفاده کنید. برای برش منحنی از اره مویی استفاده کنید. ​

چگونه ورق پلاستیکی را سوراخ کنیم

مته‌های چوبی دریل را می توان با PVC و ABS استفاده کرد، اما برای پلاستیک آکریلیک و پلی‌کربنات بهترین کار استفاده از مته دریل است که به طور خاص برای این کار ساخته شده‌است. چیزی که با مته های معمول اتفاق می‌افتد این است که براده ها ممکن است به طور ناگهانی در پلاستیک گیر کنند و باعث شوند ابزار پلاستیک را بگیرد و ترک ایجاد کند یا آن را بشکند. ​

نیازی به گفتن نیست که نه تنها این قطعه را خراب می‌کند، بلکه خطرناک است چون قطعات پلاستیکی ممکن است در هوا پرتاب شوند. به همین دلیل است که شما همیشه باید از محافظ چشم استفاده کنید، حتی زمانی که کاری به سادگی سوراخ کردن انجام می‌دهید. ​

با یک سوراخ آزمایشی شروع کنید

اگر نمی‌توانید یک مته خاص ساخته‌شده برای دریل کردن در پلاستیک داشته باشید، سعی کنید سوراخ را با یک مته کوچک شروع کنید، مثلا مته 1.5  سپس به تدریج اندازه مته را افزایش دهید تا سوراخ مورد نظر خود را به دست آورید. این کار “گیر کردن” را به حداقل می‌رساند که می‌تواند زمانی رخ دهد که براده های مته در پلاستیک گیر می‌افتند. شما می‌توانید از یک مته فولادی پر سرعت معمولی هنگام دریل کردن در PVC استفاده کنید. ​

سرعت مناسب با ابزارهای برقی

هنگام ایجاد سوراخ در پلاستیک با ابزار برقی، مته باید یک کنترل سرعت متغیر داشته باشد. سرعت مته را به حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ RPM کاهش دهید. هنگام سوراخکاری آکریلیک و پلی‌کربنات، همیشه پلاستیک را با یک بلوک در زیر آن پوشش دهید. بدون بلوک، پلاستیک تقریبا ترک خوردن را تضمین می‌کند. همانند برش، سوراخ را به زور فشار ندهید و همیشه مته ها تیز استفاده کنید. اصطکاک بیش از حد باعث می‌شود که پلاستیک ذوب شود. ​

PVC معمولا نیازی به پشتیبانی با چوب ندارد، اما اطمینان حاصل کنید که مته را به زور وارد نکنید. ​

برای اطلاعات بیشتر در مورد ابزارهای سوراخکاری و به طور کلی سوراخکاری باید قسمت قبل “تکنیک‌های ساخت‌وساز مکانیکی” را بخوانید. ​

ساختن شاسی های با ورق پلاستیکی فشرده

​انواع ورق PVC، ABS، پلی‌اتیلن با چگالی بالا (‏HDPE)‏و پلی‌کربنات وجود دارند . ورق  PVC در صنعت به عنوان جایگزینی برای چوب (‏به عنوان مثال: قالب‌های چوبی)‏مورد استفاده قرار می‌گیرد و مانند چوب بسیاری را قطع و سوراخ می‌کند. ​

برای شروع، طرح‌های پایه چوبی را ببینید.

بسیاری از تکنیک‌هایی که می‌توانید با چوب برای ساخت پایه‌های روباتی زیبا استفاده کنید در مورد پلاستیک‌ها به ویژه ورقه PVC نیز کاربرد دارند. برای جزئیات بیشتر در مورد چگونگی برش اشکال مفید برای پایه‌های ربات، به بخش “برش یک پایه” در بخش قبل، “کار با چوب” مراجعه کنید. ​

یک استثنا استفاده از اره موتوری است. اره عمودبر ممکن است ارتعاش زیادی را در حین برش ایجاد کند، به خصوص هنگامی که با ورق‌های پلاستیکی نازک‌تر کار می‌کند. در بهترین حالت، ارتعاش باعث ایجاد لبه‌های خشن در قطعات بریده‌شده خواهد شد. در بدترین حالت، پلاستیک ممکن است ترک بردارد و یا حتی بشکند. ​

در اینجا برخی ایده‌های اضافی برای ساخت پایه با استفاده از ورقه پلاستیکی آورده شده‌است. ​

شاسی ها از قطعات برش خورده صاف

فصل ۷ مزایای برش برای چرخ‌های ربات به اصطلاح شیارهای چرخ را به تفصیل شرح می‌دهد (‏شکل ۵ – ۹ را ببینید)‏. از آنجا که پلاستیک با ضخامت کمی قوی‌تر از چوب است، امکان ساخت شاسی هایی با شیارهای چرخ بدون برش فانتزی وجود دارد. این کار را می توان فقط با مربع و مستطیل انجام داد. شکل ۶ – ۹ این ایده را با استفاده از سه مستطیل مجزا از پلاستیک ۳ میلی‌متری PVC نشان می‌دهد. ​

۱. با بریدن قطعه اصلی شروع کنید. این قطعه طول کامل ربات است، اما فقط به اندازه لبه‌های داخلی شیار چرخ عریض است.

 ۲. دو قطعه انتهایی را ببرید. این مقادیر کل عرض پایه را اندازه‌گیری می‌کنند اما طول آن‌ها از چرخ تا انتهای پایه است.

 ۳. از آنجا که اجتناب از گوشه های تیز ایده خوبی است (‏در صورت امکان)‏، همانطور که نشان‌داده‌شده دو گوشه از هر قطعه انتهایی را پخ دهید. میتونی با سوهان زدن یا از سنباده استفاده کنی یا از سنباده استفاده کنی اگر از سمباده موتوری مانند استفاده می‌کنید، آن را به آرامی فشار دهید. در غیر این صورت، پلاستیک آب می‌شود.

 ۴. سه قطعه را با استفاده از چسب و یا بست‌ها مونتاژ کنید .

شکل ۵ – ۹: شیارهای چرخ تکه‌های جدا شده از پایه ربات هستند تا برای چرخ‌ها جا باز کنند. ​

شکل ۶ – ۹: اگر برش شیارهای چرخ با مواد یا ابزارهایی که دارید مشکل باشد، می‌توانید با مونتاژ قطعات مستطیلی به صورت جداگانه با یکدیگر به نتیجه مشابهی دست یابید. ​

ایجاد چارچوب‌های پلاستیکی برای شاسی ساده رباتیک

در قسمت قبل با عنوان “کار با چوب” در مورد ساخت قاب‌های از چوب خوانده‌اید. ویژگی اصلی پلاستیکها انعطاف پذیری آنهاست این امر باعث می‌شود که آن‌ها کم‌تر از حد لازم برای ایجاد فریم های ربات خوب باشند. ​

با این حال، در مواد پلاستیکی که به اندازه کافی ضخیم باشند (‏یعنی بیشتر از 9 میلیمتر)‏، خم شدن به حداقل می‌رسد. شما می‌توانید از ورقهای PVC به ضخامت 10 میلیمتر استفاده کنید. برای ساخت یک قاب میتوانید از همان روشی که در قسمت قبل برای کار با چوب آورده شد استفاده کنید تا یک قاب با پلاستیک بسازید.

چگونه پلاستیک را خم کنیم و شکل دهیم؟

بسیاری از انواع پلاستیک‌ها می‌توانند با اعمال گرمای موضعی کم شکل بگیرند. یک راه مطمئن برای خم کردن ورقه پلاستیکی مانند PVC و آکریلیک استفاده از یک هیتر نواری است که در خروجی‌های عرضه پلاستیک‌های آماده موجود است.

وقتی ابزار را به برق وصل می‌کنید، یک المان الکتریکی باریک مقدار گرمای تنظیم‌شده را به پلاستیک اعمال می‌کند. زمانی که پلاستیک به اندازه کافی نرم است، می‌توانید آن را به هر زاویه‌ای که می‌خواهید خم کنید. ​

استفاده از گرم‌کن‌های پلاستیکی آسان است، اما به دست آوردن نتایج خوب نیاز به تمرین زیادی دارد. هیچ یک از پروژه‌های این مجموعه نیاز به خم و شکل‌دهی پلاستیک ندارند، اما اگر می‌خواهید تجربه کنید، خودتان آن را امتحان کنید. چند نکته برای شروع:

دقت کنید که پلاستیک قبل از خم شدن، انعطاف‌پذیر باشد. در غیر این صورت ممکن است آن را بشکنید و یا باعث استرس بیش از حد در مفصل شوید (‏یک اتصال استرس زده ترک برداشته)‏. پلاستیک را از زاویه‌ای که می‌خواهید دور کنید. پلاستیک زمانی که خنک می‌شود کمی آرام می‌شود، بنابراین شما باید این را پیش‌بینی کنید. دانستن اینکه چقدر خم میشود با تجربه به دست خواهد آمد، و مقدار بسته به نوع پلاستیک و اندازه قطعه‌ای که با آن کار می‌کنید، متفاوت خواهد بود. ​

از تنظیمات حرارتی مناسب برای پلاستیک استفاده کنید. زیاد گرما به کار نبرید، وگرنه متاسف خواهید شد. ورق PVC دارای نقطه ذوب بسیار پایینی است – در حدود ۱۶۵ تا ۱۷۵ درجه فارنهایت. گاز سمی و خورنده (‏کلرید هیدروژن)‏وقتی می‌سوزد آزاد میشود بنابراین با دقت با آن رفتار کنید. ​

چگونه گوشه های پلاستیک را انحنا دهیم؟

بعد از برش، قسمت‌های پلاستیکی شما ممکن است به کمی smoothing نیاز داشته باشند تا لبه‌های سخت را از بین ببرید. همانند چوب، شما می‌توانید یک سنباده سبک با یک کاغذ سنباده اکسید آلومینیوم ریزدانه به کار ببرید. برای پلاستیک نرم مثل PVC از کاغذ سنباده خشک استفاده کنید. برای پلاستیک سخت می‌توانید از کاغذ خشک استفاده کنید و یا آن را با آب مرطوب کنید. ​

همچنین می‌توانید پلاستیک را شکل دهید – مثلا با استفاده از یک کاغذ سمباده بسیار درشت گوشه‌های تیز را در پایه‌های مربعی حذف کنید. ​

​

چگونه پلاستیک را چسب بزنیم

هنگام ساخت ربات ها ، من همیشه ترجیح می‌دهم از بست‌های مکانیکی استفاده کنم. مهره , پیچ‌ها , این‌جور چیزا .

دلیل آن این است که: خیلی عجیب نیست که بخواهیم یک ربات را از هم جدا کنیم

استفاده مجدد از قطعات یا اجازه دادن به فرد دیگر برای بازسازی آن، و یادگیری از تجربه. هنگامی که قطعات به هم می‌چسبند، جداسازی – و البته، مونتاژ مجدد – بسیار سخت‌تر است. ​

با این حال دلایل زیادی برای چسباندن قطعات به هم وجود دارد و بیشتر پلاستیک‌ها (‏به خصوص PVC، ABS و آکریلیک)‏چسباندن را بسیار آسان می‌سازند. نوع چسبی که استفاده می‌کنید به نوع پلاستیکی که با آن کار می‌کنید و نوع پیوندی که می‌خواهید بستگی دارد. ​

PVC، ABS، پلاستیک‌های اکریلیک و پلی‌کربنات را می توان با استفاده از cement بر پایه solvent پیوند داد. چسب حاوی مواد شیمیایی است که در واقع پلاستیک را در اتصال ذوب می‌کند. تکه‌ها با هم ترکیب می‌شوند – یعنی کامل خواهند بود، هر دو مثل کریستال تیره یکی می‌شوند. ​

چسب خانگی می‌تواند برای چسباندن پلاستیک به هم با درجات مختلف بسته به چسب و پلاستیک به کار رود.

کاربرد چسب خانگی برای ساخت شاسی ساده رباتیک

چسبها جامد هنگام اتصال با انواع مشابه پلاستیک‌ها به خوبی کار می‌کنند اما در هنگام تلاش برای چسب زدن پلاستیک به چوب، فلز و مواد دیگر کار کمی انجام می‌دهند یا هیچ کاری انجام نمی‌دهند.​ ​​​​​​

برای این ها می‌توانید یک چسب خانگی را امتحان کنید.

استفاده از چسب حرارتی با پلاستیک:

شاید سریع‌ترین راه برای چسب زدن تکه‌های پلاستیکی به یکدیگر با چسب حرارتی باشد. شما چسب را در یک تفنگ چسب گرم می‌کنید و وقتی چسب نرم شد ماشه را فشار دهید تا آن را روی منطقه پخش کنید تا به آن متصل شود. ​

چسب و چسب مذاب داغ در بیشتر فروشگاه‌های سخت‌افزار، صنایع دستی و سرگرمی در اندازه‌های مختلف موجود هستند. چسب در یک فرم “نرمال” و دما پایین موجود است. چسب دما پایین به طور کلی برای بیشتر پلاستیک‌ها بهتر است چون مانع “شل شدن” و یا نرم شدن پلاستیک می‌شود که گاهی اوقات ناشی از حرارت چسب است. ​

چگونه پلاستیک را نقاشی کنیم

پلاستیک ورقه‌ای در رنگ‌های شفاف یا مات موجود است و این بهترین راه برای اضافه کردن رنگ به پروژه‌های ربات است. رنگ‌ها در پلاستیک اشباع شده‌اند و نمی‌توان آن‌ها را تراشید یاسمباده زد. اما همچنین می‌توانید یک لایه رنگ به پلاستیک اضافه کنید تا رنگ اضافه شود و یا آن را کدر کنید. بیشتر پلاستیک‌ها نقاشی با قلم مو یا اسپری را می‌پذیرند. ​

نقاشی با اسپری روش ارجح برای تمام مشاغلی است که به جزئیات اضافی نیاز ندارند. به دقت رنگ را قبل از استفاده انتخاب کنید، و همیشه مقدار کمی از آن را قبل از رنگ کردن کل پروژه به یک تکه پلاستیک اضافه کنید. برخی رنگ‌ها حاوی حلال‌هایی هستند که می‌توانند پلاستیک را نرم و خراب کنند. ​

پلاستیک خانگی برای ساخت ربات

نیازی نیست که تمام پلاستیک را برای ربات خود در یک فروشگاه سخت‌افزار و یا ویژه خریداری کنید. با کمی جست و جو، ممکن است مقداری از پلاستیکی را که واقعا در  خانه خودت نیاز داری پیدا کنی. در اینجا چند مکان خوب برای جست و جو آورده شده‌است:

از دیسک‌های فشرده (‏CD)‏استفاده کنید . سی‌دی‌ها، ساخته‌شده از پلاستیک پلی‌کربنات، معمولا دور ریخته می‌شوند و بازیابی نمی‌شوند. هنگام کار با سی‌دی‌ها احتیاط کنید: آن‌ها می‌توانند زمانی که شما تمرین می‌کنید و آن‌ها را می‌برید خرد شوند و قطعات بسیار تیز و خطرناک هستند. ​

از دیسک‌های LaserVision استفاده کنید. اینها نسخه‌های “پیشرفته” سی‌دی‌ها هستند. با ظهور دی‌وی‌دی، دیسک‌های لیزری با قطر ۱۲ اینچ اکنون برای کلکسیونرها باقی مانده‌است.

صفحه‌های قدیمی گرامافون. در فروشگاه‌های دست‌دوم محلی یافت می‌شود، نوارهای وینیلی می‌توانند همانند سی‌دی‌ها و دیسک‌های لیزری مورد استفاده قرار گیرند.

کاسه و خرت و پرت‌های پلاستیکی همه آن‌ها می‌توانند به عنوان قطعات ربات احیا شوند. من به طور منظم به دنبال چنین مواد پلاستیکی در گاراژها و مغازه‌های دست‌دوم فروشی می‌گردم. لوله آبیاری PVC. این می‌تواند برای ساخت بدنه یک ربات استفاده شود. از طول کوتاه لوله باقیمانده از یک پروژه آخر هفته استفاده کنید. شما می‌توانید قطعات را با چسب و یا سخت‌افزار ایمن کنید و یا از قطعات اتصال‌دهنده PVC استفاده کنید. ​