Je vais dans une école d'ingénieurs assez geek (Harvey Mudd) où la plupart des gens utilisent des moyens de transport sur roues, allant des longboards aux monocycles, en passant par les scooters et les lignes gratuites. La partie geek consiste en ce que de nombreuses personnes construisent leurs propres versions, les personnalisent avec des gravures et des pochoirs, et ajoutent de temps en temps des LED, des accéléromètres et d'autres composants électroniques géniaux.

Lorsque j'ai visité le campus au lycée, j'ai rencontré un gars qui fabriquait son propre longboard en aluminium et en acrylique transparent, avec des camions usinés sur mesure et tout le reste. La semaine suivante, j'étais obsédé par la création du mien une fois arrivé à Mudd, mais je me suis alors rendu compte que je devais apprendre à faire du longboard, ce qui s'est avéré être un problème plus important que celui que j'avais initialement prévu. J'ai donc abandonné cette idée et décidé d'appliquer le même motif de conception de base à un scooter, car je peux même conduire un scooter (du moins, je pense). Aussi, autant que je sache, personne n’a fabriqué son propre scooter ici chez Mudd, c’est donc un peu plus original aussi.

Pour fournir un calendrier: j'ai passé le premier mois d'école à concevoir le scooter et, peu après, j'ai commandé tout le métal et certaines fixations, ainsi que d'autres avantages et inconvénients. J'ai commencé à travailler dès que j'ai eu accès à l'atelier d'usinage de l'école, qui se situait vers la fin du mois de septembre 2012. Pendant plusieurs mois, j'ai travaillé toute la journée tous les dimanches et j'ai tout complété jusqu'à l'étape 5 (le support de la roue avant). J'ai pris une pause pour préparer des cadeaux de Noël pour ma famille, comme des cuillères à soupe et des cartons de cuisine, et j'ai repris le travail après les vacances de Noël fin janvier 2013. J'ai ensuite construit la plupart des scooters avant le mois de mars et j'ai emporté plusieurs pièces à la maison pour les souder. Vacances de printemps. J'ai coupé le pont au laser et j'ai terminé le reste des détails vers la fin de l'année scolaire, en avril et en mai 2013.

Provisions:

Étape 1: Conception

Avant de faire de la modélisation réelle, je fais d’ébauches approximatives pour la plupart de mes projets, celui-ci compris. Je les utilise pour déterminer les dimensions de base dont j'ai besoin. Une fois que j’ai eu une idée de ce que j’allais faire, j’ai parcouru mon campus universitaire avec un cahier et un ruban à mesurer et j’ai pris des mesures de tous les styles de scooter qui me plaisaient. J'ai fini par choisir le Razor A5-Lux sur lequel baser mon scooter. J’ai aussi décidé très tôt que je voulais fabriquer cet objet en aluminium, avec un pont en acrylique découpé au laser et éventuellement des diodes électroluminescentes pour les croisières de nuit.

Après 20 minutes de prise de mesures sur le A5-Lux de quelqu'un, j'avais toutes les dimensions nécessaires pour faire une autre série de croquis. Ensuite, je suis passé à Google SketchUp et j'ai créé un modèle 3D complet. Même si les détails de construction très précis du modèle SketchUp n'étaient pas précis à 100%, j'ai utilisé ce modèle pour déterminer les différents types d'aluminium dont j'avais besoin, ainsi que des longueurs de coupe spécifiques pour certaines pièces.

Plus tard dans la construction (environ 5 mois plus tard), j'ai appris SolidWorks dans un cours d'ingénierie. À ce stade de la construction, la plupart des pièces avaient été fabriquées. Il était donc beaucoup plus facile de créer un modèle précis. J'ai utilisé ce modèle pour déterminer la longueur exacte et l'emplacement de la "barre de soutien repliable", mais j'y reviendrai plus tard. Cependant, je vais ouvrir chaque étape à partir de maintenant avec une image de la pièce du modèle Solid Works.

Une fois que j'ai eu mon modèle SketchUp, j'ai dressé une liste de matériaux et commandé tout l'aluminium de Online Metals. J'ai également pris le temps de déterminer les tailles de vis génériques et les ai commandées à McMaster-Carr.com. J'ai utilisé principalement 8-32 à tête cylindrique et 8-32 à tête ronde, avec plusieurs vis à tête ronde 5-40 pour les petites choses.

À l'origine, j'allais acheter les roues de remplacement A5-Lux de 8 pouces au magasin Razor. Cependant, j'ai décidé de ne pas le faire après avoir appris qu'elles étaient en rupture de stock et 60 dollars. Après de nombreuses recherches en ligne, j'ai découvert que les grosses roulettes en fauteuil roulant étaient bon marché, durables et jolies. J'ai eu deux roues de 8 pouces d'un gars sur eBay pour moins de 20 dollars.

Au début, j'ai décidé que je voulais que le pont soit en acrylique transparent. J'ai donc commandé un morceau d'acrylique 1/4 en vert clair à E-Street Plastics. Je vais utiliser le cutter laser de mon école pour découper le pont. Découper l'acrylique au laser est un atout, car il aime craquer et ébrécher lorsque vous l'utilisez / sciez avec des scies ordinaires. De plus, le découpage au laser "polit à la flamme" le tranchant lors de la découpe. C'est donc un excellent moyen de couper l'acrylique. !

Étape 2: Le support de pont

J'ai commencé par faire le support du pont, puis j'ai travaillé avec les pièces suivantes. Le support de pont est la partie qui supporte le pont en acrylique, la base même du scooter.

J'ai utilisé deux longueurs d'aluminium de 1 po x 1/2 po x 20 5/8 po 6061 comme «rails» et les ai reliées à deux pièces de 2 po du même stock pour constituer le support de pont. J'ai utilisé une scie à ruban pour les couper grossièrement à la longueur, puis j'ai fait face aux extrémités sur un moulin avec une fraise de ~ 1 "(je l'ai fait à la fois pour les rails et les sections de connecteur). Chaque joint comporte deux oxydes noirs de 1" 8-32 vis à six pans creux, à contre-alésage pour que les têtes affleurent.

Pour le moment, je viens de percer un trou de 17/64 "(un peu plus de 1/4") à l'avant des rails pour fixer les montants de la colonne de direction. Je trouverai la fixation de la roue arrière plus tard.

Étape 3: Les montants et les manches de colonne de direction

Ensuite, j'ai fabriqué les montants, les pièces qui vont du pivot sur le support de pont jusqu'à la colonne de direction. Ce sera la partie qui se replie sur le pont lorsque vous réduirez le scooter.

J'ai fabriqué cette pièce à partir d'un stock légèrement différent, j'ai utilisé 1 1/4 "x 1/2" au lieu du 1 "(je ne sais pas vraiment pourquoi je l'ai fait en fait, je l'ai écrit environ 6 mois après avoir commandé l'aluminium, donc qui sait ce que je pensais alors, je suis sûr que j’avais une bonne raison cependant …)

Quoi qu'il en soit, j'ai coupé deux morceaux à environ 16 pouces, et fait face à un côté de chacun. L’autre côté devait être fraisé à un angle étrange, alors j’ai laissé un côté rugueux pour le moment.

J'ai également coupé deux sections de connecteur de 1 "et fait face aux deux côtés à la longueur.

Vient maintenant la partie délicate: usiner cet angle étrange. Cela aurait été facile si le superviseur de l'atelier m'avait laissé échanger l'étau de la scierie contre une plaque tournante, mais il ne l'a pas fait. J'ai donc dû faire preuve de créativité. J'ai finalement utilisé des attaches régulières à rainure en T pour serrer les pièces sur le lit de la fraiseuse, puis jerry-jeté sur un système très sommaire pour m'assurer que les pièces étaient alignées à 32,3 degrés de l'axe z de la fraiseuse. J'avais un mesureur d'angle, mais à cause d'une contrainte physique, je devais l'utiliser en tandem avec deux carrés pour m'assurer que tout était aligné. Et j'ai dû le faire deux fois, une fois pour chaque pièce.

Une fois qu'il a été aligné, j'ai fait face à l'autre extrémité de la pièce à la longueur avec l'angle, puis j'ai fait un lapin de 1 "de large sur 1/4".

Heureusement, les deux parties sont bien sorties!

Ensuite, j'ai attaché les deux pièces ensemble avec les pièces de connecteur. Pour ces joints, j'ai utilisé des vis à tête ronde en acier inoxydable 8-32, de 1 ", et contre-percé les têtes avec une fraise en bout.33" Pour terminer la partie, j'ai percé un trou correspondant de 17/64 "à la fin pour le connecter au support de pont.

La partie suivante était encore plus délicate. J'ai dû moudre des coupes correspondantes de 1/8 "de profondeur dans le manchon de la colonne de direction (c'est ce que fait la colonne de direction). Encore une fois, j'ai dû serrer la pièce directement sur le lit de la fraiseuse, ce qui s'est avéré plus difficile qu'avant, car il était Cela rendait également difficile l’alignement correct de l’angle, parce que je n’avais pas de marge nette à voir depuis l’arrondi. Après beaucoup de travail, j’ai fait les coupes et le joint s’est bien passé. Vous pouvez voir. comment les pièces s'emboîtent dans les images ci-dessus.

Étape 4: la colonne de direction

C'était certainement la partie la plus cool du scooter à fabriquer. La colonne de direction doit tourner en douceur, même sous beaucoup de pression, et le frottement de l’aluminium contre l’aluminium n’est pas bon; j’ai donc dû trouver un moyen d’isoler tout l’aluminium contenu dans le joint tournant.

J'ai utilisé des roulements en laiton lubrifiés qui s'emboîtent autour de la colonne de direction et se sont glissés à l'intérieur du manchon de colonne de direction pour maintenir la colonne séparée du manchon, et une rondelle en laiton située entre le haut du manchon et le manchon d'arbre a maintenu le haut du joint isolé. L'articulation inférieure doit supporter beaucoup de poids, j'ai donc acheté un roulement de confiance pour lubrifier le mouvement de la direction.

La colonne de direction elle-même que j'ai faite de deux tubes télescopiques. Le plus petit, le plus grand, mesure environ 1 1/4 "de diamètre extérieur et l’intérieur, 1" de diamètre extérieur. J'ai monté une plaque filetée à l'intérieur du tube intérieur et percé un trou correspondant dans le tube extérieur. Ces trous sont alignés à la hauteur souhaitée et maintenus ensemble par un bouton fileté. À l'avenir, je pourrai fraiser une fente dans le tube extérieur pour pouvoir régler facilement la hauteur, mais pour l'instant je la laisse à une hauteur définie.

J'ai utilisé une fraise en bout de 1 "pour faire une coupe arrondie dans la partie supérieure du tube intérieur de façon à ce qu'un autre tube de 1" puisse passer dans la partie supérieure pour former les guidons. J'ai fabriqué un bouchon avec une tige solide de 3/4 "et je l'ai inséré dans le haut du tube intérieur, le guidon s'insérant dans ce bouchon.

Étape 5: Support de roue avant

J'ai fabriqué le support de roue avant en aluminium standard de 2 "x 1/4", avec deux pièces de connecteur en stock de 2 "x 1/2". J'ai espacé les connecteurs de 1 pouce et les ai connectés aux pièces latérales avec les mêmes vis 8-32. Après avoir percé et taraudé tous les trous, j'ai utilisé un moulin à commande numérique pour percer un trou de 1,25 "dans la pièce de connecteur supérieure et une dépression de 1,25" dans la pièce inférieure. De cette façon, la colonne de direction peut glisser à travers la pièce supérieure et se loger dans celle du bas. Cela permet un alignement facile du soudage et fournira une rigidité supplémentaire. Malheureusement, mon atelier collégial n’est pas très bien soudé et nous ne pouvons absolument pas souder l’aluminium. J'ai donc dû emporter plusieurs pièces chez moi pendant Spring Break pour pouvoir les souder. Je parlerai plus de la soudure à l'étape 9

J'ai percé un trou de 0,316 pour l’axe 5/16 ", puis j’ai fait des bosquets sur l’axe pour les anneaux de retenue qui maintiennent l’axe en place.

Étape 6: Support de roue arrière

Cela aurait pu être la pièce la plus simple à fabriquer. J'ai utilisé des supports de 1/4 "x 1 1/4" reliés par un petit morceau de 1/2 "x 1 1/4" et fixés avec quatre vis à tête ronde 8-32. J'ai laissé les autres extrémités brutes parce que je ne savais pas exactement où monter le support à ce stade de la construction.

J'ai également inclus une photo de progression prise lorsque j'ai terminé le support de roue arrière. Cela a été pris à la mi-février 2013

Étape 7: Le mécanisme de pliage

Pour le mécanisme de pliage, je voulais une barre à épingler entre les montants et le support de pont, créant un triangle autour de l'articulation principale et l'empêchant de se plier. Je voulais aussi pouvoir tirer la goupille inférieure, replier le scooter, puis épingler la même barre vers l'arrière près de la roue arrière pour la garder repliée. Accomplir l'un de ces objectifs serait facile, mais accomplir les deux est difficile, car je devais respecter l'angle et la longueur des deux triangles. Ce problème était suffisamment complexe pour que je sache que je me tromperais si j'essayais de le fabriquer. J'ai donc décidé de refaire tout le scooter dans Solid Works afin de pouvoir obtenir les dimensions de cette pièce correctement.

Comme la plupart des scooters ont déjà été construits, le faire dans Solid Works n’a pris que quelques heures, car j’avais déjà toutes les dimensions et tous les détails qui avaient été calculés.

Une fois le modèle de scooter construit, il a fallu environ une heure pour ajuster la longueur de la barre de pliage et la mise en place des trous avant que le scooter ne se verrouille dans la position dépliée à angle droit, puis dans la position pliée pour que la colonne de direction soit parallèle au pont. J'ai pris des dimensions du modèle et les ai utilisées pour créer la pièce réelle.

Étape 8: Soudage

Comme je l'ai dit plus tôt, je n'avais pas les installations nécessaires pour souder de l'aluminium dans mon magasin d'université. Je devais donc rapporter plusieurs pièces chez moi pendant Spring Break afin de pouvoir les souder.

Lors de la conception, j’ai essayé de limiter autant que possible la soudure pour cette raison, mais il restait encore plusieurs joints qui ne pouvaient tout simplement pas être fabriqués avec des vis. Il s’agit de l’articulation entre les montants et le manchon de direction, la colonne de direction et le support de la roue avant, ainsi que les extrémités de la barre de pliage.

Je n’ai pas de soudeur TIG à la maison non plus, mais j’ai lu en ligne que vous pouvez réellement souder l’aluminium avec une configuration MIG si vous utilisez un fil de remplissage en aluminium spécial au lieu de l’acier ordinaire, et utilisez 100% d’argon comme gaz de protection. Nous avons également dû remplacer notre chemise de tube de pistolet, notre diffuseur et notre embout, car je suppose que vous ne pouvez utiliser aucune pièce ayant touché un fil de soudage en acier. Il se passe quelque chose au niveau chimique qui bloque le soudage de l'aluminium si votre matériau, ou le fil de remplissage, est contaminé par de l'acier. Pour cette raison, vous devez également brosser votre matériau une tonne avec une brosse en acier inoxydable pour le nettoyer avant de le souder (pour une raison quelconque, l’acier inoxydable est acceptable).

La plupart des joints que j’avais besoin de souder étaient très épais, je ne craignais donc pas de brûler ni de salir quoi que ce soit (en fait, je devais ajouter de la chaleur avec une torche au butane juste pour la chauffer suffisamment souder) mais le tube de colonne de direction est très fin, et j’avais besoin de le souder à une plaque de 1/2 ", et j’ai donc décidé d’utiliser une vis de réglage au lieu de le souder. Si ce joint échoue plus tard, je vais aller à travers le problème de le souder.

Étape 9: Photos de progression

Voici quelques photos de progrès. Celles-ci ont été prises vers la fin avril 2013.

Étape 10: Pont en acrylique

J'ai fabriqué le pont en acrylique vert clair 1/4 ".

J'ai utilisé le modèle Solid Works pour peaufiner les dimensions du pont et j'ai finalement exporté le modèle dans un fichier.dxf afin de pouvoir le découper directement à l'aide d'un cutter laser.

La partie la moins amusante de ce processus consistait à percer et à tarauder les 20 trous de toutes les vis à tête ronde 8-32 qui maintiennent le tablier contre les rails. De corse, je n'ai pas avoir besoin que beaucoup, probablement 4 ou 6 auraient fonctionné, trouver juste pour fixer l’acrylique, mais j’ai pensé qu’avoir 10 vis de chaque côté serait vraiment génial!

En tout cas, j'ai mis deux vis dans les coins du minou, puis j'ai marqué le reste avec un poinçon de centrage. Heureusement, le moulin a rendu le perçage des trous assez facile, car pour tous les trous d'un rail, je n'ai eu à changer qu'un axe (l'axe des ordonnées était identique pour tous les trous d'un rail).

D'habitude, j'utilise un porte-taraud dans le mandrin de la fraise et frappe chaque trou juste après que je l'ai percé pour que le moulin soit mis à zéro au-dessus du trou. Cela permet d'obtenir le meilleur taraudage possible, mais cela prend une éternité, car vous devez retirer le mandrin, échanger les pinces et tout, puis modifier la hauteur de l'axe z, ce qui est très fatiguant si vous devez le faire 20 fois rapidement.. Donc, dans ce cas cependant, j'ai décidé de ne pas le faire et j'ai simplement tapé à la main. Mon poignet était extrêmement douloureux après le dernier tapotement, je suis content d’avoir utilisé seulement des vis 8-32 au lieu de vis plus grosses, sinon ma main aurait pu tomber.

J'ai nettoyé tout le liquide de coupe et attaché le pont! Ça a l'air génial!

Étape 11: Touches finales et plans futurs

Finition de surface:

J'ai utilisé du papier abrasif à grain 240 et 320 sur l'aluminium à certains endroits où des égratignures étaient visibles. Ensuite, j'ai utilisé un tampon Scotch-Bright et j'ai fini le reste de l'aluminium, offrant ainsi une belle finition mate.

L'assemblage final:

Je suis retourné sur chaque joint et j'ai nettoyé les restes de liquide de coupe hors du filetage des vis et des trous taraudés. Ensuite, je mets le frein fileté sur toutes les vis avant le remontage.

Pour le futur:

Comme toujours, il reste encore des choses à travailler, même si je suis assez satisfait de l’état actuel du scooter. Voici quelques points sur lesquels j'aimerais encore travailler et que j'ajouterai des mises à jour au fur et à mesure que je terminerai ces parties.

• Ajoutez une batterie et des DEL blanches super brillantes sous le pont en acrylique
• Gravure au laser d'un dessin esthétique et significatif sur le pont, pour qu'il s'allume lorsque les DEL sont allumées
• Construisez le reste de la cage de roue arrière pour pouvoir appuyer mon pied sur quelque chose en plus de la roue arrière elle-même
• Mettre en place le mécanisme de verrouillage à broche arrière pour pouvoir verrouiller le scooter en position pliée
• Trouver une sorte de mécanisme de freinage
• Fraiser une fente reliant les deux trous de la colonne de direction extérieure afin que les guidons soient réglables
• Achetez de meilleurs roulements pour les roues afin de faciliter la conduite
• Éliminez davantage de matériau à l'intérieur du manchon de la colonne de direction afin de réduire les frottements de la direction.