教學園地:108-2學期 大一「工場實習」課程-摩天輪專題 電子報編輯-3A林湘婷、2B張晉薰
工場實習課程內容大致上教導學生如何利用各種設備加工工件,例如:車床、銑床、焊接、鑄造、3D列印、雷射切割等等……,今年除了原有的機械加工課程之外,還外加了橫向課程整合學習,由三門課(工場實習、機械畫、材料力學)結合摩天輪小專題,學生們利用分組的方式,從AUTOCAD工程圖設計、支撐鐵架的應力分析,到最後的利用機械系所提供的材料與加工設備,打造出專屬於自己特色的摩天輪模型。
1A班第14組的成品,組員:張耀文、楊峻名、馮培樺(由左至右)
設計理念
一開始我們被倫敦之眼的單臂設計所深深吸引,那有如歐系重機般的單搖臂設計徹底迷住了我們,因此打算效仿倫敦之眼設計一個單臂支撐的摩天輪,不過在經過初步設計之後,若採用單臂支撐的方式可能會有支撐力不足的問題,因此還是遷就換成了雙邊支架的設計,採用傳統摩天輪的樣貌。
1A班第14組的最終設計圖
發現問題,解決問題
在傳動系統方面,原本選擇用皮帶傳送的理念,卻發現材料尺寸取得不易,且與馬達相容性有問題,最後選擇以齒輪傳動來改善整體的動力來源,如此可解決馬達與車輪之間轉動的問題。拆掉其中一個車輪的鋁條後,發現輪框有明顯扭曲現象,而兩車輪之間可能有凹凸不平的問題,導致圓鐵通過時可能會有滑動或不穩的問題,最後則使用AB膠來加強固定,解決不穩的問題。
設計方面原本給的材料是黑色方鐵管,味道上也是滿滿鐵銹味經過多次噴漆處理後,形成顏色飽滿且美觀十足,現實中的摩天輪在晚上都會有炫目的LED燈,而我們也有添加上燈條的燈光設計,更能凸顯我們的摩天輪是完全仿真,貼近現實的。
心得
這次專題報告結合了工場實習、機械畫與材料力學。讓我們可以從圖面設計到實際做出實體,最後再進行應力分析。給了我們一個簡單的機械製造過程體驗。
1B班第10組的成品,組員:蘇郁婷(左)、鄭謦蓁(右)
設計理念
我們的設計理念以擬真為出發點,打造一個既浪漫又可愛的夢幻樂園,為了減少「鐵」給人的冰冷感,我們多使用木板及3D列印,再增添一些造景,以達成視覺上的平衡。
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1B班第10組的最終設計圖
發現問題、解決問題
在一開始討論支架時,因為考慮到焊接能力不足,所以選擇用好塑型的木板。考量到摩天輪的真實性,所以在木板下方挖洞提供乘客上下車。木板原本打算使用三層三合板(約30 mm),但廠長跟我們說其實木頭很耐重,是適合走輕巧路線的,所以最終我們只使用一片雷射切割過後的木板,耐重程度真的足夠。
車廂的部分原本沒辦法跟車廂門順利結合,且因為太過精細使加工不易,因此經過多次修改圖檔並印出,以及挫刀、電鑽的細修後,才得以成功結合,且讓車廂門門可以達到開關的效果。
心得
這次的專題結合了機械系三個非常重要的科目,除了要會設計,還應會力分析,最後更要將成品做出來。在這次的專題製作中,我們充分體會到組員溝通的重要性,尤其我們這組人數偏少,相較於其他組每個人要負擔的更重。在力學部分要計算的是應力跟最大剪應力,可以說是把之前所學的應用在生活中。在設計中很重要的部分即是力分析,就算有再好的設計靈感,也比不上一個能正常運作的作品,因此這次這個結合了不同科目的專題也讓我們真正了解每個科目的重要性與實用性,也更有動力想將這些科目學好並應用在生活中。