高中创客空间工具和材料指南

2012年4月

来自Makerspace

原文下载地址：http://spaces.makerspace.com/wp-content/uploads/2012/04/hsmakerspacetoolsmaterials-201204.pdf

译注

译注部分采用斜体

关于链接：原文中给出的工具和材料的示例连接都失效了，部分工具和材料本人没接触过，也有部分物品在美国和国内不一样，通过美国亚马逊搜索作为参考，给出的示例链接是淘宝上相同或相似物品。所有链接只作为示例，不作为购买建议。

关于价格：工具和材料的价格是根据国内情况给出的人民币价格。由于同一种物品有多种档次，给出的价格只作为一般性参考。

关于单位和数值：原文中一般采用英制单位，翻译的时候大部分转为公制单位。部分单位保留英制单位，也有部分给出公制单位参考值。部分物品的参数值按照国内常见物品进行了调整。

创客空间是一种协同工作坊，在这里年轻人可以通过使用新技术和创新性的工艺来设计和实施项目，从而获得实际动手经验。创客空间提供灵活的环境，在这里学习是通过实际使用科学、技术、数学和创造力来解决问题和创造事物。

每个创客空间都是独一无二的，体现在可使用的资源和满足使用它的年轻创客们的需求上。它可以是任何物理形式的空间，从教室到工棚，从储藏室到独栋建筑。它可以支持少数几个年轻创客到几十名学生，专注于一项特定的活动，如电子技术，或提供各种设备和材料。

鉴于这种可能性的范围太广，不能套用固定的模板来开发创客空间。这份文档只是创建新创客空间的大纲，提供设备、工具和材料的清单和价目表，以便最大限度满足使用它的创客。它涵盖了从地板往上的整个空间，包括场地要求、墙壁、工作台、存储和维护材料。我们选择对各种项目都方便和实用的工具和材料。我们建议您购买的数量能够一次性满足在一个空间内一学期25人的需求。

可以根据特定空间的创客人数和项目数量调整合适的设备和材料数量。设备被分为不同的模块，每个模块都可以提升其他模块的用处。例如，金属加工设备和电子技术相结合可以得到非常强大的数控设备。

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概述

本文档的每一章节涵盖特定创客空间模块或专业化说明，包括描述、安全注意事项、空间或公用设施的建议，以及工具和使用这些工具需要的材料清单。

设备、工具和材料清单构成了本文档的大部分内容。这些清单包括了每个工具的名称、价格信息，以及使用该工具的详细描述。我们欢迎针对文档提出反馈意见。列表是按价格/性能排列的，可以让您选择与您的空间相匹配的成本和功能。

我们为在创客空间这种共享式环境中，年龄从14到18岁的年轻人专门挑选了工具和材料。这些工具通常很容易维护。我们也避免在清单中列出容易丢失或损坏的工具。我们考虑到这些工具可能会被手比较小的人使用，力量也比成年人弱，但仍然要保证能可靠地工作。这些列表被分解为工具和设备、材料和零件。

工具和设备涵盖了当前模块需要的工具。每种工具的数量按25名学生同时工作进行估算。这一清单被进一步分解成：

安全规范：安全操作工具所必需的设备。

配件：支持这些工具的物品，包括储存和维护保养的材料。

耗材：需要定期更换或补充的物品，如热胶棒、锯片等。

材料和零件：列出可广泛使用于各类项目的最常用和最实用的材料，和推荐的工具相匹配。建议的数量包括用于各类项目和偶尔使用的需求，具体需要准备的数量取决于实际需求。

备注：示例链接只是为了显示这种工具、设备或材料，而不是购买建议或支持。给出的价格是估计值。

（译注：这里列出两个级别的建议，初级版和中级版，初级版用绿色标识，中级版用蓝色标识）

基础版列出建议在你的创客空间里采用的设备和材料。我们给出的列表在保持低成本的同时，确保工具是最有用的，材料是容易使用的。

中级版该等级允许创客实现更有雄心的项目，并使用更高精度的材料。在大多数模块中，中级版的工具和材料作为初级版随时间升级的附加部分。当一个相同的项目被列出两次，额外的数字是给中级版的建议值。

关键字（在下面用颜色标记适用的等级）

班级规模

工具的数量、工作区大小和材料数量都是按典型的25名学生的班级设定的。在装备你的空间的时候，需要根据实际班级规模增减数量。耗材能够支持空间内25名学生使用70至100小时。这大约是一学期每周两小时的课程，再加上一些个人课外时间。

成本

我们假设你会从光秃秃的墙壁开始装备你的创客空间，需要购买所有的设备和材料，不考虑现有的、建造、捐赠或回收设备或材料。维护费用包括补充消耗品和材料的成本加上损耗。这里不包括公用事业或人员配备等基础设施成本。该图显示了每个模块和级别的估计成本。

（译注：该表格中的初始值是依据后续章节中的价格得出，维护费为估计值。）

工作区

为个人和团队创造一个安全、舒适、有创意的创作空间。

安全

创客空间必须提供足够宽敞的工作场地，室内布置和设备摆放要有条理，不能有安全隐患，能够让创客们在场地内随意移动。保持所有通往工具、出口、安全设备的通道畅通。能够很容易的定期清理垃圾和碎屑。提供足够的通风和照明。每个人都应该知道急救包和灭火器的位置。线缆拖放式接口容易使人绊倒，所以要在房间的周边设置接口，或者从每个工作区上方的天花板往下吊放接口。同样，我们不鼓励使用可移动插线板，但在下面列出的一些特定模块除外。

自己制作

工作空间里的很多设备，如工作台、存储箱、架子和白板，自己制作可以省不少钱，有时候比买现成的更结实耐用。这样也可以在降低整体预算的同时，让学生参与到有意义的创造活动中。

注意事项

l  大型工作台让创客们在工作时更舒适，也能更好的合作。

l  保持整洁：存储架能够让参与者不在的时候有一个空间存放他们的项目，也能在完成项目的时候进行清理。

l  我们推荐使用实心混凝土地板。

n  基本版：约90平方米或更多。（适合25人）

n  中级版：约110平方米或更多。（适合25人）建议有一个水槽，但不是必需的。

工作区：工具和设备

常规

用切割、紧固、整形、标记、测量、拆卸等工具装备工作空间，以满足各种各样的创客项目。

安全

列举的工具在正确使用的时候是安全的。所有的电动工具都应该在训练后和有监督人的情况下使用，并只允许有足够力气控制工具的学生使用。

l  在以下情况下必须佩带安全眼镜：

n  使用任何动力工具时

n  敲击和使用任何可能产生飞屑的工具工作时

n  使用能够产生飞溅或烟雾的化学品时

l  在锯、打磨、使用气溶胶或任何其他能在空气中产生悬浮颗粒物的工具时必须戴口罩（面罩）。

l  在使用动力工具或冲击锤时戴耳罩或泡沫耳塞。

l  在使用任何动力工具时，应将长头发扎起来，并将宽松的衣服和首饰固定住。

注意事项

u  学习使用这些工具需要几秒到几分钟时间。

u  这些工具也能支持其它模块使用。

u  这些材料是非专用的，可以轻松地用本模块中的工具加工。

u  需要一个开放墙壁柜或工具箱或抽屉柜（如上）存储工具。

常规：工具和设备

常规：材料和零部件

木工

木头是一种神奇的材料，价格便宜，耐用，有吸引力，可再生，并有许多标准尺寸可用。本章节建立在通用章节中最基本工具的基础上，能够切割和塑造木材实现更高的精度、完成更复杂和更大的项目。

安全

l  上一章节中的安全设备能够为本章节中的工作提供足够的保护。

l  被飞溅的碎片击中和割伤是做木工活时最常见的伤害。

l  任何时候都要戴安全眼镜和手套。

l  打磨时必须戴口罩。

l  在使用电动工具时，戴上听力保护设备（耳罩或泡沫耳塞）。

l  扎牢长头发和宽松的衣服，避免被扯到工具中。

注意事项

u  木工工具需要几分钟的时间来学习如何安全的使用。

u  基本木工推荐列表包括各种手持工具（电动和手动），能完成各种项目包括建造工作台、货架和其他工作室设备。

u  中级木工推荐列表增加了更强力和专业的工具以处理需要更高精度的复杂项目

u  固定式电动工具，如台钻和线锯应该有专用空间。

木工：工具和设备

木工：材料和零部件

金工

使用金属制作各种东西，从精致的首饰到坚固耐用的物品。这些工具可以为制作机器人或漂亮的锁子甲创造稳定的平台。它们可以用来制造有吸引力的金属工程箱或为汽车、自行车和其他机器制造更换零件。

安全

l  金工使用到的工具通常需要用很大力气或者产生大量热量。安全地使用这些工具需要留意工具本身和周围的工作区域。

l  需要特别注意防止碎片飞溅，不仅对使用设备的人，但也要注意附近工作区的人。将易燃材料清理出会产生大量热量的工具周围，例如喷枪和焊接工具，也包括会产生火花的工具如磨床。用焊接防护罩隔离焊接区域，以防止损伤周围人的眼睛，并且包围住飞溅的碎片。

l  对于大多数的活动，佩带常规工具模块中列举的手套、口罩、安全眼镜和听力保护设备能充分保护创客。然而，当使用喷枪或焊机时需要使用更高防护等级的设备。

l  使用喷枪时需要佩带隔热手套和喷枪专用护目镜。焊接时要求全身都做好保护，包括佩带面罩、电焊手套，和一套围兜用来保护衣服，穿高帮鞋和无翻边裤子。使用面罩以防吸入金属烟雾。

注意事项

u  初级版主要针对手工工具和规模较小的项目，而中级版增加了更多的电动工具和电焊机，大大提高项目的规模和能力。

u  大多数工具需要几分钟的时间来学习使用。烧焊、钎焊、锡焊至少需要半小时学习安全规范和基本操作。

u  在使用喷枪或进行焊接工作时要保持良好通风。

u  中级版：需要准备10+平方米的混凝土地面。

金工：工具和设备

金工：材料和零部件

电子

学习电力、电子、集成电路和微电子技术相关知识。

阅读并制作原理图，检查和调试故障电路。

子模块：微控制器和机器人

微控制器允许创客创造出先进的电子和机电系统，包括机器人。微控制器与机器人模块增加了创建和使用机器人、使用微控制器进行试验以及其他机电创作的能力。

这个模块的能力在很大程度上受机械结构的限制，并依赖于其他模块提供的能力，尤其是金工。基础版选择的材料是为巡线或避障这类功能的的机器人准备的。中级版的清单中增加了更多为机器人竞赛准备的先进功能。

安全

这个级别的电子设备是小功率并且安全的。烙铁头能加热到约200℃，足以引起烫伤，所以使用的时候需要集中注意力。在正常的焊接条件下，含有铅的焊料不会带来健康危害，但建议在长时间使用含铅焊料后洗手。无铅焊料可以使用但不推荐，因为焊芯会释放出更多有毒气体，对烙铁头有更强的腐蚀性，需要更高的焊接温度，并且通常更难用。任何一种焊料的焊芯助焊剂都会产生烟雾，所以需要保持工作区通风。

注意事项

u  无焊接面包板让创客能够使用套件或原型设计快速无损地测试电路，而焊接能够让创客组装更长久的电路。

u  这些设备可以在需要的时候快速配置，也可以在不使用的时候很容易的拆开存放。

u  学会焊接需要花费10分钟左右，学习使用示波器需要一个小时才能变得熟练，其他工具一般需要大约15分钟来掌握。

u  相比初级版，中级版有更高质量和更容易使用的烙铁，鼓励引入更复杂的项目包括机器人技术，建议使用更先进的工具进行故障排除和解决问题。

u  如果要提升基础电子设备的水平，你可以在基础版的笔形烙铁的基础上使用温控烙铁作为替代或增强。

u  为每个电源板提供接地插座。

u  焊接时保持工作区通风。

u  机器人与机电子模块以及中级版需要使用电脑。（见下面的电脑模块。）

电子：工具和设备

电子：材料和零部件