การตัดด้วยเลเซอร์กล่องไม้บานพับแบบ Living Hinge — รูปแบบร่องตัดแบบยืดหยุ่น

ออกแบบกล่องเป็นแพตเทิร์นแบบแบนที่คลี่ออกจากรูปทรง 3 มิติ เลย์เอาต์ประกอบด้วย: ฐานสี่เหลี่ยมผืนผ้า ผนังด้านข้างสี่ด้านเชื่อมต่อกับฐานด้วยข้อต่อนิ้ว (ขอบแบบลิ้นและช่องที่ประสานกัน) และแผงฝาที่เชื่อมต่อกับผนังด้านหนึ่งผ่านส่วนบานพับแบบมีชีวิต (living hinge) ข้อต่อนิ้วคือลิ้นสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ตัดบนขอบด้านหนึ่ง ซึ่งจะประกบกับช่องที่สอดคล้องกันบนขอบที่อยู่ติดกัน ทำให้เกิดการยึดเชิงกลที่แข็งแรงเมื่อติดกาว กำหนดขนาดของลิ้นให้มีความกว้างเท่ากับความหนาของวัสดุ (3 มม. สำหรับไม้อัด 3 มม.) องค์ประกอบสำคัญคือบานพับแบบมีชีวิต: พื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าระหว่างฝาและผนังที่เต็มไปด้วยรูปแบบของรอยตัดขนานที่เรียงชิดกัน ตั้งค่าเส้นตัดทั้งหมดให้เป็นเส้นทางเวกเตอร์สีแดง (รหัสสีมาตรฐานสำหรับการตัดในเครื่องเลเซอร์ส่วนใหญ่) และการสลักใดๆ ให้ใช้สีแยกต่างหาก

บานพับเนื้อไม้ (living hinge) คือตารางของรอยตัดขนานที่สลับตำแหน่งกัน (kerf) ซึ่งสร้างสะพานไม้บางๆ ชุดหนึ่งที่โค้งงอได้ทีละชิ้น ทำให้แผ่นไม้ที่แข็งสามารถดัดโค้งได้ ลวดลายที่นิยมที่สุดใช้รอยตัดตรงขนานที่เยื้องกันในแต่ละแถวสลับกัน โดยรอยตัดในแถว A จะอยู่ระหว่างรอยตัดสองรอยในแถว B คล้ายลวดลายผนังอิฐ ความยาวของรอยตัด ระยะห่างระหว่างรอยตัด และระยะห่างระหว่างแถว เป็นตัวกำหนดความยืดหยุ่น รอยตัดที่ยาวกว่าและช่องว่างเล็กกว่าจะให้บานพับที่โค้งงอได้ดีกว่า สำหรับไม้อัดเบิร์ชหนา 3 มม. รอยตัดยาว 15-20 มม. มีช่องว่างระหว่างปลายรอยตัด 1 มม. และระยะห่างระหว่างแถว 3-4 มม. จะให้บานพับที่โค้งได้อย่างราบเรียบถึง 90 องศาโดยไม่หัก ควรทดสอบด้วยชิ้นตัวอย่างขนาดเล็กก่อน เพราะลวดลายที่ถี่เกินไปจะทำให้ไม้หัก ส่วนลวดลายที่ห่างเกินไปจะแข็งเกินกว่าจะโค้งงอได้

วางแผ่นไม้อัดบนเตียงเลเซอร์ ปรับโฟกัสเลเซอร์ให้ตรงกับผิววัสดุ แล้วส่งไฟล์ตัดไปยังเครื่อง ตั้งค่ากำลังไฟและความเร็วให้ตัดไม้อัดหนา 3 มม. ได้สะอาด ค่านี้ขึ้นอยู่กับกำลังวัตต์ของเลเซอร์ (เลเซอร์ 40W CO2 โดยทั่วไปตัดที่ความเร็ว 10-15 มม./วินาที ที่กำลังเต็ม) ทำงานแกะสลักก่อนเป็นอันดับแรก เพราะเป็นการทำงานบนผิวเท่านั้นและไม่ทำให้วัสดุขยับ จากนั้นตัดส่วนภายใน (ช่องข้อต่อนิ้วและบานพับแบบ living hinge) และสุดท้ายตัดเส้นขอบด้านนอก (ควรตัดเส้นขอบเป็นลำดับสุดท้าย เพราะเมื่อขอบถูกตัดขาดแล้ว ชิ้นงานจะหลุดอิสระและอาจขยับ ทำให้การตัดครั้งต่อ ๆ ไปคลาดเคลื่อน) บริเวณบานพับ living hinge จะเกิดเศษผงจากการตัดจำนวนมาก จึงต้องมีระบบระบายอากาศที่เพียงพอเพื่อป้องกันไฟไหม้ เมื่อตัดเสร็จแล้ว ให้นำแผ่นวัสดุออกและแกะชิ้นส่วนทั้งหมดรวมถึงเศษวัสดุที่เหลือออกมา

ก่อนประกอบ ให้ดัดส่วนบานพับแบบมีชีวิต (living hinge) อย่างระมัดระวัง โดยค่อย ๆ โค้งงอซ้ำ ๆ การโค้งงอสองสามครั้งแรกจะทำให้เส้นใยไม้ที่ยังเชื่อมระหว่างรอยตัด (kerf) แตกออก และทำให้วัสดุคลายตัว ให้โค้งงอทีละน้อย เพราะการบังคับบานพับที่แข็งให้โค้งสุดในครั้งแรกอาจทำให้แตกหักได้ หลังจากดัดเบา ๆ ประมาณ 5-10 รอบ บานพับควรเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่น ประกอบกล่องโดยขัดประสานข้อต่อนิ้ว (finger joints) เข้าด้วยกัน: ทากาวไม้ลงบนลิ้นแต่ละอันเล็กน้อย แล้วกดผนังลงบนฐาน ใช้เทปหรือแคลมป์ยึดข้อต่อให้แน่นขณะที่กาวแห้ง ส่วนบานพับแบบมีชีวิตควรทำให้ฝาเปิดและปิดได้อย่างราบรื่นบนบานพับไม้ในตัว

ขัดขอบทั้งหมดเบาๆ เพื่อขจัดรอยไหม้จากการตัดด้วยเลเซอร์ เลเซอร์จะทำให้ขอบที่ตัดกลายเป็นถ่าน ทิ้งขอบสีน้ำตาลเข้มถึงดำไว้ ซึ่งผู้ทำบางคนชอบเก็บไว้เป็นองค์ประกอบของการออกแบบ ส่วนบางคนชอบขัดออก หากต้องการ ให้ทาผิวเคลือบ: น้ำมันแร่จะช่วยให้เห็นลายไม้เบิร์ชชัดขึ้น หรือทาโพลียูรีเทนบางๆ เพื่อการป้องกันที่ทนทานยิ่งขึ้น บานพับแบบบิดได้ (living hinge) เป็นองค์ประกอบทางกลไก ซึ่งจะล้าตัวลงเมื่อใช้งานซ้ำ บานพับจากไม้อัดเบิร์ชโดยทั่วไปสามารถทนการใช้งานได้หลายพันรอบก่อนที่สะพานเชื่อมจะเริ่มแตกร้าว หากต้องการบานพับที่ใช้งานได้ยาวนานขึ้น ให้ทาน้ำยาเคลือบไม้ที่มีความยืดหยุ่นหรือน้ำมันแร่บางๆ บริเวณบานพับ ซึ่งจะช่วยหล่อลื่นเส้นใยและชะลอการล้า กล่องที่สร้างเสร็จแล้วแสดงให้เห็นหลักการสำคัญของการผลิตดิจิทัล: วัตถุสามมิติที่ซับซ้อนสามารถผลิตจากวัสดุแผ่นเรียบได้ โดยใช้รูปแบบการตัดสองมิติที่แม่นยำ