قص بالليزر لصندوق خشبي بمفصل حي — نمط الشقوق المرنة

صمّم الصندوق كنمط مسطح يتفرد من الشكل ثلاثي الأبعاد. يتكون التخطيط من: قاعدة مستطيلة، وأربعة جدران جانبية متصلة بالقاعدة بوصلات أصابع (حواف متداخلة بلسان وفتحة)، ولوحة غطاء متصلة بأحد الجدران عبر قسم المفصل الحي. وصلات الأصابع هي ألسنة مستطيلة مقطوعة في حافة واحدة تتطابق مع فتحات مقابلة في الحافة المجاورة، مما يخلق تشابكًا ميكانيكيًا قويًا عند اللصق. اجعل عرض الألسنة مساويًا لسمك المادة (3 مم لخشب الأبلكاج بسمك 3 مم). العنصر الحاسم هو المفصل الحي: منطقة مستطيلة بين الغطاء والجدار مملوءة بنمط من القطوع المتوازية المتقاربة. اضبط جميع خطوط القطع كمسارات متجهة باللون الأحمر (رمز الألوان القياسي للقطع في معظم أنظمة الليزر)، وأي نقش بلون منفصل.

المفصل الحي هو شبكة من القطوع المتناوبة المتوازية (kerfs) التي تُنشئ سلسلة من الجسور الخشبية الرفيعة التي تنثني كل منها على حدة، مما يسمح للّوح الصلب بالانحناء. يستخدم النمط الأكثر شيوعًا قطوعًا مستقيمة متوازية مُزاحة في صفوف متناوبة، بحيث يقع كل قطع في الصف A بين قطعين في الصف B، على غرار نمط جدار الطوب. يحدد طول القطع والمسافة بين القطوع والمسافة بين الصفوف مدى المرونة: القطوع الأطول مع فجوات أصغر تنتج مفصلاً أكثر مرونة. بالنسبة إلى خشب الحور المتصالب (الأبلكاش) بسماكة 3 مم، تنتج قطوع بطول 15-20 مم مع فجوات بمقدار 1 مم بين نهايات القطوع ومسافة صفوف 3-4 مم مفصلاً ينحني بسلاسة حتى 90 درجة دون أن ينكسر. اختبر أولاً بقطعة عينة صغيرة، فالأنماط الكثيفة جدًا تُكسر الخشب، بينما الأنماط المتباعدة جدًا تكون صلبة أكثر من اللازم للانحناء.

ضع لوح الخشب الرقائقي على سرير الليزر، وركّز الليزر على سطح المادة، ثم أرسل ملف القص. اضبط القدرة والسرعة لقطع نظيف عبر خشب رقائقي سمكه 3 مم — وهذا يختلف حسب قدرة الليزر بالواط (فليزر CO2 بقدرة 40 واط يقطع عادةً بسرعة 10-15 مم/ثانية عند القدرة الكاملة). نفّذ أي عمليات نقش أولاً (فهي تقتصر على السطح ولا تحرك المادة)، ثم القطوع الداخلية (فتحات وصلات الأصابع والمفصلة الحية)، وأخيراً قطوع المحيط الخارجي في النهاية (فبمجرد قطع المحيط تصبح القطعة حرة وقد تتحرك، مما يؤدي إلى عدم محاذاة القطوع اللاحقة). تُنتج منطقة المفصلة الحية كمية كبيرة من بقايا الشق، لذا تأكد من وجود تهوية شفط كافية لمنع الحريق. بعد القص، أزل اللوح وأخرج جميع الأجزاء وقطع النفايات.

قبل التجميع، ثنِ قسم المفصلة الحية بعناية عن طريق الانحناء ببطء ومراراً. تعمل الانحناءات الأولى القليلة على كسر أي ألياف خشبية متبقية تربط بين شقوق القطع وتُرخي المادة. انحنِ تدريجياً، لأن فرض انحناء المفصلة الصلبة إلى أقصى مدى من المحاولة الأولى قد يؤدي إلى تشققها. بعد 5 إلى 10 دورات لطيفة من الثني، ينبغي أن تتحرك المفصلة بسلاسة. قم بتجميع الصندوق عن طريق تشابك وصلات الأصابع: ضع كمية صغيرة من غراء الخشب على كل لسان واضغط الجدران على القاعدة. استخدم شريطاً لاصقاً أو مشابك لتثبيت الوصلات بإحكام أثناء جفاف الغراء. ينبغي أن يسمح قسم المفصلة الحية الآن للغطاء بالفتح والإغلاق بسلاسة على مفصلته الخشبية المدمجة.

قم بصنفرة خفيفة لجميع الحواف لإزالة علامات الكربون الناتجة عن القطع بالليزر — فالليزر يُفحم الحواف المقطوعة، تاركًا حافة بنية داكنة إلى سوداء يفضلها بعض الصانعين كعنصر تصميمي، بينما يفضل آخرون إزالتها بالصنفرة. طبّق طبقة تشطيب إذا رغبت: زيت معدني يُبرز نقش خشب البتولا، أو طبقة خفيفة من البولي يوريثان توفر حماية أكثر متانة. المفصل الحي عنصر ميكانيكي — فهو يتعب مع الاستخدام المتكرر. عادةً ما تتحمل مفصلات الخشب الرقائقي من البتولا عدة آلاف من الدورات قبل أن تبدأ الجسور في التشقق. للحصول على مفصل أطول عمرًا، ضع طبقة رقيقة من تشطيب خشبي مرن أو زيت معدني على منطقة المفصل، إذ يعمل ذلك على تزييت الألياف ويؤخر التعب. يوضح الصندوق المكتمل مبدأً أساسيًا في التصنيع الرقمي: يمكن إنتاج أجسام ثلاثية الأبعاد معقدة من مادة صفائح مسطحة باستخدام أنماط قطع ثنائية الأبعاد دقيقة.