Hammersamlingen. En ny laserbar træsamling uden skruer og lim

Vil du forbinde to stykker træ uden skruer? Har du en laserskærer? Læs så videre..

Idéen

Jeg ledte for nylig efter en nem måde at lave et par hundrede små beslag på. Da vi har nok lasermaskiner i nærheden, var laserskæring oplagt.

Beslagene skulle laves af to separate (laserudskårne) dele, og da der skulle laves så mange, ønskede jeg en hurtig måde at fastgøre de to dele til hinanden på. Måske en slags kile, som du kan slå sammen med en hammer...

Beslagene viste sig i sidste ende ikke at være nødvendige alligevel, men idéen med kilen har resulteret i en interessant ny træforbindelse.

Hvordan virker det?

Det er en slags tappsamling, der fastgøres med en kile. Det unikke er, at kilen er integreret i designet. Kilen laserskæres ud med resten af samlingen, fastholdt af to tapper (smalle stykker materiale). For at samle forbindelsen stikker du tappen gennem hullet og giver kilen et slag med en hammer. Kilen brækker løs og skubber tappen fra hinanden, som klemmer sig fast i hullet. Og Voilá, en stærk forbindelse.

Fordele

Det interessante ved denne forbindelse er, hvor nemt den kan samles. Med ét hammerslag er du færdig. Og du har kun to dele at holde fast i.

Derefter er der ingen udstående dele, hvilket er behageligt at bruge og ser godt ud. Hvis du vil have dit produkt helt pænt, kan du designe tappen, så den stikker ca. 0,2 mm ud. Denne spids sliber du nemt af, så du heller ikke længere ser laserskårne kanter.

En stor fordel er selvfølgelig, at du nemt kan lave forbindelsen med din laserskærer. Én gang, eller mange gange. Hvis du først har designet rigtigt (og det kan du downloade herunder), så virker det altid og koster næsten ingen anstrengelse at lave flere.

Sidst men ikke mindst: du har ikke brug for skruer eller lim. Det sparer penge og besvær. Men frem for alt giver det, synes jeg, en elegance at have et design i ét enkelt materiale, som du kan lave i ét produktionstrin.

Ulemper

Der er naturligvis, som ved alle forbindelsesmetoder, ulemper at tage højde for.

For det første; dette er en forbindelse, som du ikke kan skille ad igen. Når den først er fast, så er den fast.

En anden overvejelse er, hvor meget materiale du mister på grund af de udstående kiler. Det kan ende med, at du får brug for mere plademateriale. Hvis dette er en begrænsning, kan du overveje at laserskære kilerne løst, så du kan placere delene af dit design tættere på hinanden.

Hvis du laserskærer tykkere materialer, vil du se, at undersiden af snittet ofte er lidt bredere end oversiden. Dette kan få tappen til at stå lidt skævt i retning af siden med mere plads. Dette kan forhindres ved at lægge forbindelsen fladt på et bord under samling, eller ved efterfølgende at slå tappen lige igen.

Egnede materialer

Som tidligere nævnt er krydsfiner et fremragende valg til denne forbindelse. Klemkraften er stærkest ved hårdere træsorter som birkekrydsfiner. MDF fungerer også godt.

En tykkelse på 6mm eller mere er ideel. Tyndere plader kan bruges, men vil logisk nok give lidt mindre stærke forbindelser.

Bambus er et særtilfælde. Selvom bambus er en hård og sej træsort, brækker det let langs årerne. Hvis du beslutter dig for at bruge bambus, skal du være opmærksom på åreretningen og sørge for, at klemkraften er parallel med årerne og ikke vinkelret på dem.

Selvom HDPE og POM er mulige kandidater, er det ret glatte materialer, hvilket vil gøre forbindelsen noget mindre stærk. For disse materialer er det bedre at designe en formlukket variant af denne hammersamling (se nedenfor).

Akryl er et mindre godt valg til denne forbindelse. Selvom du kan få hammersamlinger til at fungere i akryl (se nedenfor), er det ikke så pålideligt. Akryl er nemlig et skørt materiale og er følsomt over for revner og brud på spændte steder. Du har derfor stor sandsynlighed for, at noget går i stykker, mens du slår kilen i.

Massivt træ er en fantastisk mulighed. Det er nemt at laserskære, og hvis dit design bruger massivt træ uden befæstelsesmidler eller lim, har du virkelig skabt et 100% biologisk nedbrydeligt og genanvendeligt produkt.

Mulige anvendelser

Som nævnt er denne forbindelse ideel, hvis du skal lave meget af noget, fordi den er nem at samle, og du sparer befæstelsesmaterialer.

Men du kan også sagtens bruge den til f.eks. små borde, skabe, kasser, skulpturer og så videre.

Som eksempel har vi designet et lille sidebord. Ideelt til f.eks. at placere en plante på. Dette design er til 9mm birkekrydsfiner. Det består af to ben, som du skubber sammen, og en bordplade, som du fastgør med fire hammersamlinger.

Fremtidige forbedringer

Den nuværende hammersamling fungerer med klemkraft for at holde pladerne på plads. Dette kalder man også en kraftlåst forbindelse.

Til bløde materialer, glatte materialer eller materialer, der ikke tåler spænding godt, kunne du også lave en formlukket forbindelse. Du kan f.eks. gøre tappen lidt længere og tilføje en slags kroge på begge sider. Disse kroge skubbes udad af kilen og lukker sig omkring overfladen. En sådan forbindelse behøver ikke at udøve stor eller nogen kraft og kan alligevel være en pålidelig forbindelse.

Du kunne også lave endnu mindre og større versioner. Hammersamlingen er nu 20mm bred. Den kan tilpasses forskellige materialetykkelser, men bredden forbliver den samme. Hvis du vil justere bredden, skal du også foretage justeringer af dybden og de fleksible dele af tapperne for at sikre den korrekte klemkraft.

Hvad kalder du denne forbindelse?

Inden for traditionel træbearbejdning finder du også samlinger med kiler. På engelsk kaldes de fox wedge mortise and tenon joint. For at gøre det enkelt kalder jeg denne forbindelse for hammersamlingen.

(Fox wedge tap- og hullesamlingen. Illustration fra denne hjemmeside)

Downloads

Er dette noget, du kunne bruge i dine projekter? Det kan du! Herunder finder du tegninger af samlingen til forskellige tykkelser, plus en parametrisk version, som du selv kan dimensionere. Sidebordet finder du også.

Hammer Joint © 2023 af Jiskar Schmitz fra Lasersheets må bruges frit! Her finder du alle tegninger:

• Hammer joint for 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 9mm, 10mm and 12mm (2d vector pdf)
• Hammer joint for 6mm (3d step file)
• Hammer joint parametrisk (link til Onshape model)

Eksempeldesignet (sidebordet):

• Sidebord 9mm birk (2d pdf)
• Sidebord 9mm birk (link til Onshape model)

Tips til brug af hammersamlingen

Det er vigtigt, at du bruger den rigtige version af hammersamlingen, fordi designet er forskelligt for hver materialetykkelse. Selvom tegningerne nedenfor er grundigt testet, kan det være, at du skal tilpasse tegningerne lidt til din specifikke laser, dit materiale eller dit design.

Hvis du vil bruge samlingen i dit eget design, skal du placere den forskellige steder i dit design. Hvordan du præcist gør det, afhænger af dit tegneprogram og din erfaring. Et 2D CAD-program som AutoCAD eller Rhinoceros3D er ideelt til det, men det kan også fint gøres i anden software som Illustrator, Inkscape eller CorelDRAW.

Til reference er dette min proces for at designe noget med denne samling:

1. Jeg laver et 3D-design af mit projekt i Onshape, hvor jeg tegner simple blokke de steder, hvor jeg ønsker samlingen. Ikke den rigtige samling altså, for det er for meget arbejde.
2. Jeg bruger AutoLayout funktionen til at lægge alle delene fladt og laver derefter en samling og tegning med alle delene.
3. Jeg downloader tegningen som PDF og importerer den i Rhino.
4. I designet af hammersamlingen i Onshape indstiller jeg tykkelsen af det materiale, jeg skal bruge.
5. Jeg downloader 2D-filerne til hammersamlingen.
6. I Rhino kopierer jeg tap og hul til alle de steder, hvor det bruges.
7. Derefter eksporterer jeg 2D-tegningen til laserskæring.

Brug den parametriske model af Hammersamlingen i Onshape

Jeg nævnte allerede Onshape. Det er 3D CAD-software, der kører fuldt ud i din browser, og som du derfor ikke behøver at installere noget for. Det er brugsmæssigt sammenligneligt med f.eks. Fusion360 eller SolidWorks. Onshape kan du bruge gratis, så længe du ikke har noget imod, at dine designs er offentligt tilgængelige. Du skal dog oprette en konto for at få adgang.

Jeg har lavet et offentligt dokument med Hammersamlingen. Du finder det her:

Hammersamling Onshape model

Klik på linket for at se det i 3D. Vil du tilpasse modellens indstillinger (parametre) til en anden materialetykkelse, skal du oprette en Onshape konto. Derefter kan du klone modellen, så den ligger i din egen konto. Derefter kan du tilpasse alt, hvad du ønsker.

Tilpas parametrene

I feature-listen (til venstre) ser du tre variabler (med x-ikonet):

• tenon-sheet-thickness
• mortise-sheet-thickness
• laser-kerf

Dobbeltklik på den, indtast en ny værdi, og klik på fluebenet for at gemme.

Tip: Har du set mappen "do not change"? Den indeholder yderligere variabler, der bl.a. bestemmer samlingens bredde. Tilpas dem kun, hvis du er villig til at teste og eksperimentere grundigt, for de har stor indflydelse på tappens fleksibilitet og klemkraften.

Eksporter til PDF

Hvis du er tilfreds med dine indstillinger, vil du sandsynligvis downloade en 2D-tegning for at indsætte den i dit eget design. For at eksportere begge dele af hammersamlingen til én PDF, gør du følgende:

1. Klik på fanen "Drawing 1" i den nederste bjælke.
2. Klik på den gule opdateringsknap i menulinjen for at opdatere tegningen.
3. Klik på hamburgermenuen og vælg Print. Dette åbner en ny fane med PDF-filen, som du derefter kan gemme.

Eksporter til DXF/DWG

Du kan også eksportere direkte til DXF/DWG.

1. Gå tilbage til Part Studio ved at klikke på fanen "fox wedge joint" nederst på skærmen.
2. Højreklik på en af delene og vælg "Eksporter som DXF/DWG....".
3. Vælg det ønskede format i popuppen og klik på Eksporter.

Til sidst

Hvad skal du lave med hammersamlingen? Vi hører det gerne. Del dine kreationer med os via Instagram, LinkedIn eller i en e-mail. Hvis du har spørgsmål eller forslag, kan du altid kontakte os via info@lasersheets.nl.

Disclaimer: Selvom vi har testet hammersamlingen grundigt, kan vi naturligvis ikke garantere, at den også fungerer godt for dig i din anvendelse. Dette arbejde er ment som inspiration og som udgangspunkt for dine egne designs. Held og lykke!