陪伴孩子造艘自動轉向的帆船
由於女兒現在正在學習OP帆船,因此我也趁這機會帶著他們做帆船模型,並藉此讓他們學習相關知識。
建議以英文名來介紹帆船的結構與部件,這樣孩子在找尋資料時,更能透過英文去尋找到更多相關資料。
(圖:出處來源 boat-ed.com,)
可Google「sailboat structure parts」可獲得更多的結構圖。
可以帶孩子先做依據風向自動轉向的帆船,當主帆(mainsail)受到風擺動時,吊桿(boom)透過橡皮筋轉動舵(rudder)。
所需材料以容易取得、孩子可以手動工具進行為主。
(圖:我們使用rhino繪製此帆船3D透視圖,除了能輸出雷切需要的檔案、bulb的3D列印檔案,更主要是可以協助計算船體(hull)的體積重心、bulb的體積來計算出bulb的重量是否達到需求,進階的是可以計算出流體力學相關資訊,之後再提)
材料:
- 厚度2mm 飛機木(巴爾沙木)10×100 cm 一塊,網建行
- 長度100公分、直徑4mm 木棒
- 環氧樹脂(epoxy resin)100 ml與硬化劑 ,可選擇操作時間15分鐘的快乾型。
- 太棒膠2或3。2乾燥速度快,3強度高,防水,但因為外層會上環氧樹酯,所以使用太棒膠2即可。
- 三秒膠,用來黏合迴紋針與飛機木。
- 大迴紋針數枚
- 羊角釘
- 橡皮筋兩條
- 雞眼扣(用在帆布上,以便綁線固定)
- 石膏與鉛塊(在釣具店都有會賣鉛錘,一兩5元。如果不要做bulb,可以不用買。)
工具:
- 筆刀/美工刀與切割墊
- 鐵尺
- 大頭釘
注意事項:
- 使用環氧樹脂時塗抹船體時,請帶一次性的手套,並用紙杯與便宜的油漆刷(一把5元),用完就丟棄。另外,在塗抹時,請記得在地面或桌上鋪上報紙或是保鮮膜,以免環氧樹脂滴落,將很難清理。
STEP 1:甲板(deck)一定要平。桅杆立起來才會直。
STEP 2:可以利用電鍋的蒸氣讓側邊的飛機木容易彎曲。
在船的領域,站在船尾(stern)面對船頭(bow),右邊叫做starboard,左邊為port。
STEP 3:插上中央板(center board),
STEP 4:塗抹環氧樹脂,如果想要強化船體,可上玻璃纖維布,但以這艘船來說,環氧樹脂足已。
STEP 5:插入42公分,直徑4cm的桅杆(mast),吊桿(boom)的長度為20 cm。
STEP 6:可以用風箏布、花店的防水玻璃紙當作帆布。
主帆(mainsail):、前帆(jib)
STEP 6:製作鉛錘。
以下的部分,不建議小孩進行。因為熔化鉛的過程,需要在室外通風處,危險度高,若是吸入其氣體,對身體不好。
我們利用3D列印鉛錘,然後利用石膏做翻模,用凡士林做模具與石膏的隔離,以方便取出。最後在戶外,以露營瓦斯爐加熱放在鋼杯的鉛塊(鉛的熔點327.5 °C、密度11.34 g/cm3),待成液體時,迅速倒入模具,之後使用砂紙研磨。若想要讓鉛體光滑,可以事先對3D列印出來的模具進行拋光。
製作帆船的過程,能引發孩子很多的好奇心,去探究為什麼?船為什麼會浮起來?船要傾斜到多少度才會翻過去?如何計算出體積?所以滿建議可以帶著孩子做看看,陪著孩子問問題、做實驗,找答案和解決方法。
提供檔案給各位,boat-A4-1,列印出來,貼在2mm厚度的飛機木上,小孩可以很容易使用筆刀切割下來的。