Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

CNCパネル建具ノート

私が最初に読んだときから、フラットストックを一緒にスロットする賢い方法を集めています 遊牧民の家具 1999年にさかのぼる、アクセス可能な趣味クラスのCNCツールが登場するずっと前から、今日ではこれらのような製造部品はかなり簡単になっています。今、世界にはレーザーカッターやCNCルーターで作られた部品から組み立てるためのモデル、プロジェクトの囲い、彫刻、家具、そしてその他のあらゆる種類のクールなものをデザインする人々がいっぱいです。整理された方法で「トリックの袋」を網羅する決定的な本やウェブサイトが出現することを期待し続けていますが、これまでのところ、私はそれを見つけていません。たぶん、この記事は出発点として役立ちます。いずれにせよ、私はCNCパネル建具のノートを共有する時が来たと思います。

この資料を提示する際に、私は最初に世界の確立された、そして古代の建具の伝統に対する私の尊敬を認めたいと思います。私は今のところ、これらのどれもが根本的に新しいということを想像していません。しかし、合板やシートプラスチックなどの平らな素材でインターロック、セルフアライン、および/または取り外し可能なジョイントを作成したい小さなCNCツールオペレータのニーズに応えるために、この情報を整理する必要があると思います。それとも彼女を鼓舞するために。

意味を持たずにいくつかの用語を乱用することがありますが、伝統的建具について知っている人たちによって訂正されてうれしいです。一般的に、私は混乱を避けるために「適切な」名前の代わりに説明的な用語を使おうとしましたが、あちこちで私は滑って他の名前でバラを呼びました。

わかりやすくするために、最初は2つのパネル間の接合部のみを検討しています。また、やはり単純化のために、私は自分自身をストックの平面に直交する、完全にカットする手法を使うテクニックに限定しています。これらの制限なしに、このテーマがどれほど複雑になる可能性があるのか​​、そしてどれだけ早くできるのかについては、Jochen Grosの50 Digital Wood Jointsプロジェクトを調べてください。これは、食欲をそそるためのティーザーサムネイルのモンタージュです。

ただし、この記事では、2つ(または1つだけ)のカットパーツ、部分的な深さのカットはなく、カット軸は常に素材の表面に対して90°の非常に限られたケースを検討しています。これらの制限があっても、可能性は豊富です。

レーザーカッター対ロータリーカッター - 内側コーナー問題

ホビークラスのレーザーカッターとCNCルーターにはそれぞれ長所と短所があります。レーザーカッターは非常に小さい「切り口」を持つため、はるかに細かい細部を切り取ることができます。一方、CNCルーターのように部分的な切り込みやポケット加工はできません。それらはまた熱を使用し、それは基質を燃焼させ及び/又は厄介なガス抜きを発生させることがある。一方、燃焼効果は装飾的に使用することができます。 CNCルーターは、ビットを変えたり、複雑な凹凸のある表面をカットしたり、またはマイター加工またはその他の輪郭を付けたエッジでカットを作成することができます。どちらのツールも単に「より良い」とは言えないと思いますが、1つの小さな注意点で、ここに提示されているすべての手法をレーザーカッターまたはルーターのどちらでも同じように使用できます。

非常に小さい切断溝のため、レーザーカッターは鋭角の内側コーナーを作り出すことができますが、物理的なツールを使用するロータリーカッターはカッティングツールの半径で丸められた内側コーナーに制限されます。

鋭い90隅を持つレーザーカットバージョンは、単純なエッジラップジョイントでの使用に適しています。

ただし、ルータカット版は機能しません。丸みを帯びた角が互いにぶつかり、部品の端が揃いません。もちろん、各溝を少し深く切ることができます。用途によってはこれで問題ない場合がありますが、そうすると接合部の中央に隙間ができ、丸みのある角に応力が集中します。より良い解決策はこれです:

これでエッジラップの内側面がきれいにかみ合います。一方、丸いディボットは組み立てられたジョイントに表示されます。もしそれがあなたを悩ませているなら、もちろん、あなたのカッターが十分に狭いならば、あなたはこれをこのようにすることもできます:

平均して、この方法は最良の妥協案を提供します。私見:ディボット間の平らな部分は互いにしっかりと着座し、ディボット自体は関節の内側に隠されています。

見やすくするために、下のジョイントは角の内側に理想的な「レーザーカット」で表示されています。しかし、それらのすべては、上に示されたディボット法を使用することによって回転切断に容易に適応されるべきです。

バイアス

これらのジョイントの多くは対称的であり、複数の方法で組み立てることができます。例えば、上のジョイントは2つの異なる方法で組み立てることができます(下からのアプローチが許される場合は4つ)。どちらが正しい?

部品を一方向にしか組み立てられないように、または少なくともより少ないまたはより明らかに正しい方法で組み立てられるように、この対称性を意図的に破ることがしばしば可能です。今でもジョイントは不正確に組み立てられることができます、しかし、部品のエッジがもはや整列しないので、好まれない向きはより明らかに間違っています。

このトリックは、エンドユーザーがジョイントを後ろに寄せ付けないようにするために、複雑な構造物、特にキットパーツには非常に便利です。このようにして対称性が故意に破られた関節を「偏った」と呼びます。

クロス(“ X”)関節

片面にスナップロック機能が付いた基本的な「エッジラップ」ジョイントのバージョンです。スナップフックはジョイントの端からアクセスできます。小型のマイナスドライバを差し込んで少しこじ開けると、ゆっくりと飛び出してジョイントが開きます。

しかし、フックとキャッチをストックの端から離れるように動かすと、スナップロック動作は「不可逆的」になります。できた フックとキャッチの両方を含みます。分かりやすくするために、「片面」スナップジョイントのみを示しています。

フックをバルジと交換すると、スナップが戻り止めになります。部品は所定の位置に「固定」されますが、十分な力で取り外すことができます。

戻り止めは1つの位置、または多くの位置に引っ掛かる可能性があります。

これは、ラジアル連動動作を使って取引を封印する、より珍しい「X」ジョイントです。

偏りのあるバージョンも可能です。これは、対称性が崩れた同様のジョイントで、分解された状態(左)、好みの向き(中央)に組み立てられ、「好まれない」向き(右)に組み立てられています。

上に示すように、ロックまたは移動止めを静止部材に追加することができます…

…そして/またはここに示されているように回転したメンバーに。この場合、キャッチの輪郭が引っ掛けられていても丸みを帯びていてもかまいません。キャッチがスロットに飛び込んだら、外に出るのは非常に難しいでしょう。リバーシブルバージョンの場合は、スロットとキャッチをストックの端に移動します。

最後に、「X」ジョイントの場合、1つの部材が他の部材よりも幅が狭ければ、全幅のスロット配置が可能になります。

このような接合部は、重力を利用して部品を係合させ続けることができる棚または他の直立用途に特に有用であり得、そして以下に記載される「T」接合部のように偏らされまたはそうでなければ修正され得る。

ティー(“ T”)ジョイント

これが単純な「ほぞとほぞ」タイプのジョイントです。 「ほぞ穴」と「ほぞ」を2つのスロットとタブ(または好きなだけ多くのスロットとタブ)に分割することができます。スロットとタブの対称性を破ると、接合部に偏りが生じます。そして、タブをストックの厚さを超えて少しだけ伸ばすと、スロット部分の反対側に引っ掛かるスナップや回り止めを簡単に追加できます。

ピースのうちの1つの平面にある留め具を今紹介することができます。このキャプティブ四角ナットジョイントは、例えばPhlatformer真空成形キットやいくつかの人気のある3Dプリンタキットなど、CNCカット部品を使用した数多くの市販製品に見られます。

この特定の構成は、ここ数年前のブログでの命名法の議論の対象となっていましたが、私はいかなる種類のコンセンサスが達成されたとは思わないが。興味深い可能性としては、「キャプティブナットジョイント」、「ベッドフレームジョイント」、および「ペティスジョイント」(スティグラーの法則に準拠しているので、これが私のお気に入りです)があります。

このタイプの建具に金属製のファスナーやその他の一般的な金具を組み込む賢い方法は他にもあります。

コーナー(L)ジョイント

90度の角度で連結するタブおよびスロットのこの配置は、もちろん、古くて初歩的なものである。ほとんどの人はこれを「ボックスジョイント」と呼んでいます。これも対称性を破ることによって偏りがあります。

そしてそれはボルトで固定された拘束ナットの配置にも同様に従順です。

斜め(“ V”)ジョイント

2つの部分が互いに直角になっていないと、キャプティブナットジョイントは実際には機能しませんが、一般的に「L」ジョイントは鋭角または鈍角にも使用することができます。

スロットの底部は、もはやストックの表面に対して密接に割り出していないが、部材が他の手段、例えば接着剤または第3のパネルの導入によって整列されて保持されている場合(右図に示すように)。問題です。

示されているように、指が丸くなっているこの方法の興味深い変形は、彼の椅子モデル01でSebastien Wierinckによって使用されました:

セバスチャンは、各関節の軸に沿って両方の指の組を通って長い道のりを走っているピンを使用しています。これには、技術的に許容されていない面外掘削作業が必要です。しかし、これらの関節は確かに接着することができます。しかしながら、接着剤を使用する場合、丸みを帯びた指は、それらを通して見栄えがよくなり、接着剤に利用可能な表面積を制限するであろう。

コプレーナ(「I」)ジョイント

ここでは、たとえば、接着のために同じ平面内のメンバーを結合するために使用される、古典的な「指」関節があります。

この連動する「球状」バージョンは、緊張の強さを接着剤に依存しません。接着していない場合は、もちろん、これらの平らなジョイントはジョイントが使用されているときに2つの部分を同じ平面に保つための何らかの手段を必要とします。これは、面内ヒンジ作用を可能にする「電球」ジョイントのバリエーションです。

私はこれを「Kanelbaヒンジ」と呼びたいのです。ニューヨークのGeorge S. Kanelbaは、1984年のポピュラーサイエンスの本の中で「Cube Desk」プロジェクトを行っています。 67賞を受賞した合板プロジェクト 私が今まで見たことのある唯一の場所です。

カネルバヒンジをデイジーチェーンでつなぐことで「ヘビ」を作ることができます。もちろん、個々のヒンジを90°以外の角度で「止める」ように設定することもできます。

たわみ

厳密には「ジョイント」ではありませんが、ここに含めるための基準を満たす巧妙なCNCトリックのクラスがあります(2つ以下のメンバー、90度の徹底的なカット)。リビングヒンジ、スプリング、およびその他の動的屈曲要素を作成するためのパネル材料自体。上記のキャッチと戻り止めについての議論で、私たちはすでに不可欠なたわみの問題を取り上げました。

これは、カーフ曲げのようなものですが、「スルー」カットのある面内スプリングまたはリビングヒンジ要素です。平面内の動きに制限されていない場合、このような機能はかなり不安定になります。これは、面外曲げに適したバージョンです。

これはやや有名なSnijlabリビングヒンジテクニック(私は "sninge"と呼ばれるべきだと信じ続けています)であり、安定した面外屈曲を可能にするアコーディオンカットパターンです。それはレーザーカット合板で最も一般的に実行されます、しかしそれがCNCミルでおよび/または他の材料でカットされることができなかった理由はありません、ルータカットスニッグは同じ程度の柔軟性を達成するためにより長くなければなりませんがルータのスロットはかなり広くなければならないので、レーザーカットバージョンとして。

最後に、PlasmaCAMの優秀な人々のおかげで、ここにはオズボールのフリーハンギングスパイラルテクニックがあります。スパイラルはCNCプラズマカッターを使用して鋼片から切り出されます、しかし同じ考えは異なる材料でレーザーカッターまたはミルでうまくいくでしょう。

最終的な考え

これは明らかに巨大な領域であり、この記事はそのままでは扱いにくく、表面を傷つけているだけです。それを編集して、私は彼らがあなたにするだろうと思うので、新しい変化と考えは私に起こり続けました。繰り返しますが、ゲームのルールは単純です。全方向にカットし、ストックの表面に対して90度、1つか2つのカット部分しか含まれていません。どんな巧妙なトリックを逃しましたか?以下に教えてください。

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