A caixa de quebra-cabeça do labirinto do aprendiz

Modelagem do Mecanismo em 3D

Depois de esboçar algumas ideias para o mecanismo de travamento no papel, usei o Fusion 360 para criar um modelo 3D completo da caixa de quebra-cabeça. Isso me permitiu testar se todas as interações estavam funcionando conforme o planejado e fazer ajustes caso não funcionassem.

Cada peça a ser cortada a laser é modelada como um componente separado. Depois de modelar todas as peças e ficar satisfeito com o design, copiei todos os componentes e os dispus em uma superfície plana usando uma junta plana. Em seguida, usei o módulo CAM do Fusion para criar os caminhos de corte e exportá-los.

OBSERVAÇÃO: O mecanismo de travamento requer tolerâncias rigorosas para funcionar sem problemas. Portanto, é importante considerar a largura do corte ao cortar. Testando diferentes configurações, descobri que uma compensação de corte de 0,1 mm funcionou melhor para mim (e isso está incluído nos modelos). Mas isso depende do tipo de máquina a laser e do material que você estiver usando. Recomendo ajustar a largura do corte antes de cortar para obter os melhores resultados.

Se você não quiser usar madeira de 3 mm, leia esta postagem sobre como redimensionar para uma espessura de material diferente .

Preparação do Material

Atualmente, meu fluxo de trabalho favorito é lixar as superfícies superior e inferior da madeira e adicionar fita crepe antes do corte a laser.
Lixar o painel inteiro de uma só vez é muito mais rápido do que lixar as partes individuais depois. Também acho que a fita crepe adere melhor à madeira quando a superfície está mais lisa. Apenas certifique-se de remover todo o pó do lixamento antes de aplicar a máscara.

Corte e gravação a laser

Cortei tudo com uma cortadora a laser Trotec Speedy no meu makerspace local. Em duas peças, usei gravuras para marcar exatamente a posição das outras peças que serão coladas por cima.

Lixar, tingir e lubrificar a madeira

Não gosto da aparência de bordas queimadas a laser em caixas, então projetei todas as juntas dos dedos da caixa com 0,3 mm (0,01 pol.) de comprimento maior do que o necessário para que o excesso de material pudesse ser lixado.
Como eu já havia lixado a superfície da madeira antes do corte a laser, não foi necessário lixar muito mais. Apenas dei uma lixada final leve com grão 320 e depois prossegui com a pintura e a aplicação de óleo.

Em todas as partes que não serão manchadas apliquei uma camada de óleo de linhaça.

Usei tinta à base de leite nas partes pretas. Foi a primeira vez que usei tinta à base de leite e, no geral, gostei muito. Ela cobre muito bem e é fácil de aplicar. Uma coisa que não considerei, porém, é que a tinta à base de leite precisa ser selada, pois, caso contrário, ela sairia das partes móveis e mancharia as partes com as quais entra em contato. Felizmente, eu tinha um pouco de verniz spray transparente em casa e duas camadas finas resolveram o problema.

Montagem da tampa da caixa

Abaixo, você encontra uma breve descrição das etapas de montagem. Consulte também as imagens no controle deslizante para ver quais peças são necessárias para cada etapa e onde elas devem ser instaladas.
A visão geral completa das peças e todos os desenhos de montagem estão incluídos como um documento PDF ao baixar o modelo de corte acima.

1. Cole o labirinto (M_AZ) e o anel com o pequeno recorte (M_RI). Certifique-se de que o recorte no anel e no labirinto estejam alinhados.
2. Cole as quatro partes da parede (L_FR, 2 x L_SI e L_BA) e a parte superior da tampa (L_TO) juntas.
3. Cole as quatro peças do suporte distanciador (L_DI) nas paredes laterais com os furos circulares.
4. Posicione o labirinto e verifique se ele gira livremente (lixe o furo se não girar). Em seguida, combine as peças L_AF e L_MG conforme mostrado no desenho. Cole as peças L_AF e L_MG na tampa usando o labirinto como guia para o posicionamento. Certifique-se de que o labirinto ainda esteja girando livremente.

Depois de concluir com sucesso as etapas acima, sua tampa deverá ficar como na imagem abaixo:

Montando o mecanismo de trava para a caixa de quebra-cabeça do labirinto

Após finalizar a tampa, continue com o mecanismo de trava.

5. Cole as duas peças MB_G na placa traseira do labirinto (MB_P) usando a gravação como guia. Em seguida, coloque-as sobre o labirinto. Em seguida, coloque a guia deslizante (S_GU).
6. Para fazer os dois controles deslizantes que travam a caixa, cole as peças LS_P, LS_CO e LS_A juntas, conforme mostrado no desenho.
7. Coloque os dois controles deslizantes de trava de modo que a parte LS_A fique no recorte retangular da guia do controle deslizante (S_GU).
8. Certifique-se de que os controles deslizantes de bloqueio sejam movidos totalmente para fora (na posição “travada”) e, em seguida, cole os círculos (LS_CI) centralmente nas placas deslizantes (LS_P)
9. Em seguida, monte o controle deslizante do labirinto. Cole as peças MS_BR, MS_T, MS_BO e MS_PL. Depois que a cola secar para essas peças, cole os dois pinos pequenos (MS_PI) juntos e, em seguida, na peça MS_T. Use as gravuras para o posicionamento.
10. Coloque o cursor do labirinto na guia deslizante. O pino deve ficar no centro do labirinto.
11. Adicione a placa de travamento (L_LP) na parte superior e fixe tudo usando as duas cunhas (L_WE)

Após concluir a montagem do mecanismo, teste se todos os controles deslizantes se movem com facilidade. Todas as partes móveis do mecanismo são fixadas com a ajuda de cunhas. Dessa forma, é fácil fazer o ajuste fino de todas as partes móveis.
Originalmente, as tolerâncias do controle deslizante do labirinto eram um pouco apertadas demais e tive que lixar as bordas para um movimento suave. Corrigi isso no modelo para download, então apenas pequenos ajustes serão necessários.

Fazendo a caixa inferior

Os últimos passos são fazer a caixa inferior.

12. Cole as quatro partes da parede (2 x B_FB e 2 x B_SI) e o fundo da caixa (B_BO).
13. Como etapa final, cole as quatro paredes internas (2 x B_IF e 2 x B_IS).

Juntando tudo

A única coisa que resta a fazer agora é fechar a caixa. Para isso, certifique-se de que o pino do labirinto esteja no meio do labirinto e que os cursores de trava estejam na posição “destravados” (empurrados para fora).
Depois de colocar a tampa, você pode mover os dois cursores de trava nas laterais para trancar a caixa e, em seguida, deslizar o pino no labirinto até o final, para fora.

Agora a caixa de quebra-cabeça do labirinto está pronta para ser dada a alguém para descobrir seu segredo!

Se você fizer sua própria caixa seguindo este tutorial, adoraria saber sua opinião! 🙂