Lei Feng Fab Academy 2025第3周：计算机控制切割
概述
作为 Fab Academy 2025 课程的第三周，Neil 教授带我们深入探讨了计算机控制切割技术。本周的课程 Neil 聚焦于两个主要工具：乙烯基切割机（Vinyl Cutter）和激光切割机（Laser Cutter）。这些工具为数字制造提供了关键的基础能力，使我们能够精确地将数字设计转化为物理实体。课程强调工具的安全使用、材料特性的理解，以及参数化设计在实际应用中的重要性。
课程重点
切割工具概览
- 乙烯基切割：从基础的标识制作到复杂的柔性电路
- 激光切割：精确的二维切割与雕刻，以及创建三维组装结构
- 其他切割技术：等离子切割、水射流切割、热线切割等
乙烯基切割技术
- 应用领域：标识制作、热转印、弹出式卡片、折纸/剪纸、丝网印刷、电路制作
- 材料选择：乙烯基、铜箔、环氧树脂膜、掩模胶带
- 工艺参数：切割力度、速度、深度、温湿度影响
- 技巧要点：走料控制、剔除技术（粘附性、提升vs剪切）
激光切割技术
- 基本原理：受激辐射、光束特性、聚焦原理
- 切割机制：燃烧、熔化、蒸发、剥蚀
- 工艺流程：气流辅助、排气系统、光路维护
- 安全管理：通风要求、火灾预防、操作规范
材料与应用
- 纸板：边压强度、方向性考虑
- 亚克力：切割、粘接、弯折技术
- 木材：定制材料要求
- 织物：切割参数优化
- 特殊材料：考虑安全性与兼容性
参数化设计实践
- 压配结构设计：间隙控制、应力集中、参数测试
- 活动铰链：柔性机构、机械装置
- 切缝补偿：激光束宽度影响的处理
- 组装系统：多样化的连接方式
核心工具
- 切割设备：Cricut/Cameo（乙烯基）、Epilog/Universal/Trotec（激光）
- 设计软件：FreeCAD（参数化设计）、Inkscape（矢量编辑）
- 工艺控制：专用驱动程序、切割路径优化工具
作业要求
本周需完成以下任务：
团队作业：
- 完成实验室安全培训
- 表征激光切割机的参数：焦点、功率、速度、频率
- 测试切缝宽度、接头间隙和类型
个人作业：
- 使用乙烯基切割机完成一个项目
- 设计并激光切割一个参数化构建套件：
- 考虑激光切割机切缝补偿
- 实现多种组装方式
- 额外加分：包含非平面元素
安全与注意事项
激光切割安全
- 始终保持在机器附近监督切割过程
- 确保通风系统正常运行
- 了解火灾预防和处理程序
- 定期清洁光学部件
材料安全
- 避免切割未知来源的材料
- 禁止切割PVC等有害材料
- 确保材料适合所用设备
学习资源
- 课程文档：http://academy.cba.mit.edu/classes/computer_cutting/index.html
- 设备手册：参考各实验室具体设备说明
- 安全指南：遵循实验室具体安全规程