Vuoi unire due pezzi di legno senza viti? Hai una tagliatrice laser? Continua a leggere..
L'idea
Recentemente stavo cercando un modo semplice per realizzare qualche centinaio di piccole staffe. Avendo a disposizione abbastanza macchine laser nelle vicinanze, il taglio laser era la soluzione più ovvia.
Le staffe sarebbero state realizzate con due parti separate (tagliate al laser), e dato che dovevano essere molte, volevo un modo veloce per unire le due parti. Forse una specie di cuneo che puoi inserire con un martello...
Alla fine le staffe non sono più servite, ma l'idea del cuneo ha portato a una nuova e interessante giunzione per legno.
Come funziona?
È una specie di giunzione a tenone e mortasa, che viene fissata con un cuneo. L'elemento unico è che il cuneo è integrato nel design. Il cuneo viene tagliato al laser insieme al resto della giunzione, mantenuto da due linguette (sottili pezzi di materiale). Per assemblare la giunzione, inserisci il tenone nel foro e dai un colpo al cuneo con un martello. Il cuneo si stacca e spinge il tenone ad aprirsi, bloccandosi nel foro. Et voilà, una connessione robusta.
Vantaggi
L'aspetto interessante di questa giunzione è quanto sia facile da assemblare. Con un solo colpo di martello hai finito. E devi tenere solo due parti.
Inoltre, non ci sono più parti sporgenti, il che è comodo nell'uso e ha un bell'aspetto. Se vuoi rifinire il tuo prodotto in modo impeccabile, puoi progettare il tenone in modo che sporga di circa 0.2mm. Puoi facilmente levigare questa piccola punta in modo da non vedere più i bordi tagliati al laser.
Un grande vantaggio è, naturalmente, che puoi realizzare la giunzione facilmente con la tua tagliatrice laser. Una volta, o molte volte. Se il design è corretto (e puoi scaricarlo qui sotto), funzionerà sempre e ci vorrà pochissimo sforzo per farne di più.
Infine, ma non meno importante: non hai bisogno di viti o colla. Questo ti fa risparmiare tempo e denaro. Ma soprattutto, a mio parere, conferisce un'eleganza avere un design in un unico materiale che puoi realizzare con un solo passaggio di produzione.
Svantaggi
Naturalmente, come per tutti i metodi di giunzione, ci sono degli svantaggi da considerare.
Innanzitutto; questa è una giunzione che non puoi più smontare. Una volta fissata, è fissata.
Un'altra considerazione è quanto materiale perdi a causa dei cunei sporgenti. Potrebbe succedere che tu abbia bisogno di più materiali in lastre per questo motivo. Se questo è un limite, puoi comunque considerare di tagliare al laser i cunei separatamente in modo da poter annidare le parti del tuo design più vicine tra loro.
Se tagli al laser materiali più spessi, vedrai che il lato inferiore del taglio è spesso leggermente più largo del lato superiore. Questo può far sì che il tenone si inclini leggermente verso il lato dove c'è più spazio. Puoi evitarlo appoggiando la giunzione in piano su un tavolo durante l'assemblaggio, o raddrizzando il tenone in seguito.
Materiali adatti
Come menzionato in precedenza, il compensato è una scelta eccellente per questa giunzione. La forza di serraggio è massima con legni più duri come il compensato di betulla. Anche l'MDF funziona bene.
Uno spessore di 6mm o più è ideale. Lastre più sottili possono essere utilizzate, ma logicamente produrranno giunzioni meno resistenti.
Il bambù è un caso a parte. Sebbene il bambù sia un legno duro e tenace, si rompe facilmente lungo le venature. Se decidi di usare il bambù, presta attenzione alla direzione delle venature e assicurati che la forza di serraggio sia parallela alle venature e non perpendicolare ad esse.
Sebbene l'HDPE e il POM siano candidati possibili, sono materiali piuttosto lisci, il che renderà la giunzione meno resistente. Per questi materiali è meglio progettare una variante a chiusura di forma di questa giunzione a martello (vedi sotto).
Il Metacrilato è una scelta meno buona per questa giunzione. Anche se puoi far funzionare le giunzioni a martello in metacrilato (vedi sotto), non è così affidabile. Il metacrilato è un materiale fragile ed è sensibile a crepe e rotture nelle zone sotto tensione. Quindi hai un'alta probabilità che qualcosa si rompa mentre inserisci il cuneo.
Il legno massello è un'ottima opzione. È facile da tagliare al laser e se il tuo progetto utilizza legno massello senza fissaggi o colla, hai davvero creato un prodotto 100% biodegradabile e riciclabile.
Possibili applicazioni
Come detto, questa giunzione è ideale se devi realizzare molte cose, perché è facile da assemblare e ti fa risparmiare materiali di fissaggio.
Ma puoi usarlo tranquillamente anche per, ad esempio, tavolini, armadietti, cassette, sculture e così via.
Come esempio, abbiamo progettato un piccolo tavolino. Ideale per appoggiarci, ad esempio, una pianta. Questo design è per compensato di betulla da 9mm. Consiste in due gambe che si incastrano e un piano del tavolo che fissi con quattro giunzioni a martello.
Miglioramenti futuri
L'attuale giunzione a martello funziona con forza di serraggio per tenere le lastre in posizione. Questa è anche chiamata giunzione a chiusura di forza.
Per materiali morbidi, lisci o che resistono male alla tensione, potresti anche realizzare una giunzione a chiusura di forma. Puoi, ad esempio, allungare un po' il tenone e aggiungere una sorta di gancetti su entrambi i lati. Questi gancetti vengono spinti verso l'esterno dal cuneo e si chiudono attorno alla superficie. Una tale giunzione non deve esercitare molta forza o nessuna e può comunque essere una giunzione affidabile.
Potresti anche realizzare versioni più piccole e più grandi. La giunzione a martello è ora larga 20mm. Può essere adattata a diversi spessori di materiale, ma la larghezza rimane la stessa. Se vuoi adattare la larghezza, dovrai anche apportare modifiche alla profondità e alle parti flessibili dei tenoni, per garantire la giusta forza di serraggio.
Come si chiama questa giunzione?
Nella lavorazione del legno tradizionale si incontrano anche giunzioni con cunei. In inglese sono chiamate fox wedge mortise and tenon joint. Per semplicità, io di solito chiamo questa giunzione "giunzione a martello".
(La giunzione a tenone e mortasa con cuneo "fox wedge". Illustrazione da questo sito web)
Download
È qualcosa che potresti usare nei tuoi progetti? Certo che sì! Qui sotto trovi i disegni della giunzione per diversi spessori, più una versione parametrica che puoi dimensionare tu stesso. Trovi anche il tavolino.
La Hammer Joint © 2023 di Jiskar Schmitz di Lasersheets può essere usata liberamente! Qui trovi tutti i disegni:
- Giunzione a martello per 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 9mm, 10mm e 12mm (pdf vettoriale 2d)
- Giunzione a martello per 6mm (file step 3d)
- Giunzione a martello parametrica (link al modello Onshape)
Il progetto d'esempio (tavolino):
Consigli per l'uso della giunzione a martello
È importante che tu utilizzi la versione corretta della giunzione a martello, perché il design è diverso per ogni spessore di materiale. Sebbene i disegni sottostanti siano stati ampiamente testati, potrebbe essere necessario adattare leggermente i disegni per il tuo laser, materiale o design specifico.
Se vuoi usare la giunzione nel tuo design, dovrai incollarla in diversi punti del tuo progetto. Come fare esattamente dipende dal tuo programma di disegno e dalla tua esperienza. Un programma CAD 2D come AutoCAD o Rhinoceros3D è ideale per questo, ma puoi farlo benissimo anche in altri software come Illustrator, Inkscape o CorelDRAW.
Come riferimento, questo è il mio processo per progettare qualcosa con questa giunzione:
- Realizzo un design 3D del mio progetto in Onshape dove disegno blocchi semplici nel punto in cui voglio la giunzione. Non la giunzione vera e propria, perché sarebbe troppo lavoro.
- Uso la funzione AutoLayout per disporre tutte le parti in piano, e poi creo un assemblaggio e un disegno con tutte le parti.
- Scarico il disegno come pdf e lo importo in Rhino.
- Nel design della giunzione a martello in Onshape, imposto lo spessore del materiale che userò.
- Scarico i file 2D della giunzione a martello.
- In Rhino, copio il tenone e la mortasa in tutti i punti in cui vengono usati.
- Successivamente, esporto il disegno 2D per il taglio laser.
Usa il modello parametrico della giunzione a martello in Onshape
Ho già menzionato Onshape. È un software CAD 3D che gira interamente nel tuo browser e per il quale non devi installare nulla. L'uso è paragonabile a quello di Fusion360 o SolidWorks, per esempio. Puoi usare Onshape gratuitamente, a patto che non ti dispiaccia che i tuoi progetti siano accessibili al pubblico. Devi comunque creare un account per accedere.
Ho creato un documento pubblico con la giunzione a martello. Lo trovi qui:
Modello Onshape giunzione a martello
Clicca sul link per vederlo in 3D. Se vuoi modificare le impostazioni (parametri) del modello per un altro spessore di materiale, devi creare un account Onshape. Dopodiché puoi clonare il modello in modo che sia nel tuo account. Quindi puoi modificare tutto ciò che desideri.
Modifica i parametri
Nella lista delle funzionalità (a sinistra) vedi tre variabili (con l'icona a forma di x):
- tenon-sheet-thickness
- mortise-sheet-thickness
- laser-kerf
Fai doppio clic, digita un nuovo valore e clicca sul segno di spunta per salvare.
Suggerimento: Hai visto la cartella "do not change"? Contiene ancora più variabili che determinano, tra l'altro, la larghezza della giunzione. Modificale solo se sei disposto a testare e sperimentare a fondo, perché hanno una grande influenza sulla flessibilità del tenone e sulla forza di serraggio.
Esporta in PDF
Se sei soddisfatto delle tue impostazioni, probabilmente vorrai scaricare un disegno 2D da incollare nel tuo design. Per esportare entrambe le parti della giunzione a martello in un unico PDF, fai quanto segue:
- Clicca sulla scheda "Drawing 1" nella barra inferiore.
- Clicca sul pulsante di aggiornamento giallo nella barra dei menu per aggiornare il disegno.
- Clicca sul menu hamburger e scegli Stampa. Questo aprirà una nuova scheda con il file PDF, che potrai poi salvare.
Esporta in DXF/DWG
Puoi anche esportare direttamente in DXF/DWG.
- Torna alla Part studio cliccando sulla scheda "fox wedge joint" in fondo allo schermo.
- Clicca con il tasto destro su una delle parti e scegli "Esporta come DXF/DWG....".
- Nella finestra pop-up, scegli il formato desiderato e clicca su Esporta.
In conclusione
Cosa farai con la giunzione a martello? Ci piacerebbe saperlo. Condividi le tue creazioni con noi tramite Instagram, LinkedIn o in una e-mail. Se hai domande o suggerimenti, puoi sempre contattarci via info@lasersheets.nl.
Disclaimer: Sebbene abbiamo testato ampiamente la giunzione a martello, non possiamo naturalmente garantire che funzioni bene anche per te, nella tua applicazione. Questo lavoro è inteso come ispirazione e come punto di partenza per i tuoi progetti. In bocca al lupo!
