Engineezy a proiectat un mecanism care desenează un pătrat perfect, folosind un motor, mișcarea continuă și SOLIDWORKS for Makers CAD.
Omul din spatele Engineezy
Engineezy este un creator din domeniul ingineriei.
E specializat în construcții mecanice și mecatronice, inclusiv:
- marble machines,
- sisteme robotice,
- sculpturi cinetice,
- dispozitive experimentale.
Creat de Jay Vogler, site-ul și canalele sociale Engineezy au devenit o sursă de referință, combinând umorul cu proiectele de design creativ.
Vogler a fost inclusiv speaker principal la 3DEXPERIENCE World 2026.
Un proiect recent Engineezy se concentrează pe o provocare mecanică specifică. Mai exact, pe crearea unui sistem care desenează un pătrat perfect, folosind un singur motor aflat în mișcare continuă.
Anterior, Engineezy a dezvoltat cu succes un mecanism capabil să deseneze cercuri perfecte.
Provocările desenării unui pătrat cu colțuri ascuțite
Desenarea unui pătrat cu colțuri ascuțite e o sarcină complexă.
Rotirea hârtiei poate fi nesigură și imprecisă. Prin urmare, colțurile pot „derapa”, acumulându-se erori.
A fost necesar un mecanism care să deseneze automat un pătrat cu colțuri de 90° curate, folosind un singur motor, fără opriri și fără a necesita ajustări.
Prima încercare
Designul inițial a fost realizat în CAD, folosind SOLIDWORKS.
Se baza pe un motor care antrena un cursor (slider), conectat la un al doilea cursor capabil să se deplaseze pe două axe.
În CAD părea un design solid.
Totuși, când mecanismul a fost imprimat și pus în funcțiune, părea că desenează din nou un cerc, într-un mod mai complex.
Fără tensiune elastică, sistemul continua să urmeze o mișcare lină și continuă, ceea ce ducea în mod natural la trasee curbe.
Corectarea constrângerii
Următoarea revizie a rezolvat o problemă de constrângere.
Sistemul original folosea o tijă circulară, care permitea o ușoară rotație în interiorul ansamblului.
Sub sarcină, această libertate introducea dezaliniere și provoca blocaje mecanice.
Înlocuirea tijei circulare cu o șină liniară a eliminat gradul suplimentar de libertate.
Mișcarea a fost restricționată la o singură axă, iar mecanismul a putut funcționa fără blocaje.
Ce forțează colțurile?
Odată rezolvată alinierea, provocarea rămasă a fost obținerea unor colțuri ascuțite.
Un sistem rotativ nu poate produce singur schimbări bruște de direcție. În astfel de cazuri, tranziția e realizată prin tensiune elastică.
Pe măsură ce motorul antrenează cursorul, elasticele trag căruciorul spre limitele deplasării sale pe fiecare axă.
Când căruciorul ajunge la una dintre aceste limite, tensiunea forțează o schimbare imediată de direcție.
În loc să continue pe o traiectorie curbată, mișcarea se schimbă la extreme, formând colțuri distincte de 90 de grade.
Construcția finală
Întregul mecanism a fost proiectat în CAD folosind SOLIDWORKS for Makers.
Funcționează cu un singur motor și include un mecanism de blocare (latch). Cel din urmă controlează momentul în care creionul intră în contact cu suprafața.
Odată pornit, trasează în mod continuu un pătrat cu muchii și colțuri constante.
Învățăminte cheie:
- Mișcarea de rotație continuă produce curbe, cu excepția cazului în care mișcarea este strict constrânsă.
- Libertățile mici într-un mecanism pot duce la eșec sub sarcină.
- Colțurile ascuțite pot fi obținute prin limitarea forțelor, nu neapărat prin adăugarea de sisteme de control.
- CAD joacă un rol direct în rezolvarea unor astfel de probleme, înainte ca piesele să fie fabricate.
FAQ
Cum creează mecanismul colțuri ascuțite în loc de curbe?
Elasticele trag căruciorul spre limitele mișcării sale pe fiecare axă.
Când ajunge la aceste limite, direcția se schimbă în loc să continue pe o traiectorie curbă.
De ce s-a blocat versiunea inițială?
Tija circulară permitea rotație în interiorul glisorului, ceea ce provoca dezaliniere și blocaje mecanice.
O șină liniară a rezolvat problema prin constrângerea mișcării.
De ce este folosit un singur motor?
E folosit un singur motor pentru a menține sistemul simplu.
Provocarea constă în transformarea mișcării de rotație continuă într-o mișcare controlată pe două axe.
Care a fost contribuția SOLIDWORKS for Makers în proiectul respectiv?
Folosirea CAD pentru proiectarea mecanismului a fost utilă pentru ajustarea articulațiilor, constrângerilor și traiectoriilor de mișcare înainte de imprimare, reducând necesitatea prototipurilor fizice.
Dacă vă sunt utile articolele noastre, nu ezitați să vă abonați la newsletter.