切口大小事:你的切割工具究竟切掉多少材料?

2019-04-24
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我們都曾有過這種經驗:當你著手進行一項木工專題,測量每塊板子的大小、裁切木板,到開始組裝時卻莫名發現所有木材都短少了1/4”。「我搞砸了,怎麼會全都少量四分之一英寸?一定是我不會量!」其實並非如此,你只是沒把切口算進去。

切口(Kerf)指的是被鋸子或修邊機等切割工具所裁下的材料。我們從小到大裁切東西時用的都是一般剪刀或大剪刀,使用這些工具來裁剪並不會造成材料本身耗損。然而,許多切割工具是會耗損材料的。想想看,使用鋸子會產生鋸木屑,但使用剪刀卻不會產生紙屑。

所以,該如何確保你的材料連切口寬度都有計算在內?

鋸子:以鋸子為工具就簡單了。首先,請不要一次量好所有物件的長度。請依照測量、切割、再次測量的方式進行。切割時請別直接切在劃記線條上,要切在線徑靠外的那一側。如此一來,切口所消耗的材料就會在未測量的區域,你的板子長度就正確了。一旦你操作上手後,你可以測量鋸片的鋸齒寬度(有些鋸齒角度向外,所以測出來的寬度會比鋸片本身還寬),然後把測量到的寬度加進板子的長度中,因為你知道多的長度會被去掉。

若是使用數位製造工具,處理切口的最佳方式就是將鋸口長度納入你的設計之中。一般作法,會是將洞口設計縮小、接合處間距設計得更緊密,以預留切口空間。但是究竟要留多少呢?

CNC雕刻機:這也很容易。你知道你的端銑刀寬度是多少嗎?1/8”、1/4”或1/2”?就品質好的工具而言,鑽頭寬度等於切割物件的切口寬度。假如你很在意偏差值,可以測量所選材料的切口大小,以確認鑽頭的偏轉距離。當旋轉工具因晃動而無法維持於中心,就會產生偏轉(Runout);這種情形會導致切口比預期中來得寬。彎曲的端銑刀、劣質的筒夾或軸承,抑或是鬆掉的心軸,以上都會造成偏轉。

雷射切割機:這可能是最難計算切口的工具。你應該看過那些用雷射切割機製作的榫接式木盒,這個工具能做出很棒的專題用箱盒。但若指接榫(Finger Joints)做得太鬆,就需靠黏膠將物件黏在一起。再更鬆的話,就無法讓連接處對齊並進行上膠動作。但做得太緊密的話,也無法接合物件。所以你必須設定正確的切口大小,以利物件順利接合。

使用雷射切割機時,有兩個主要因素決定你的鋸口大小:

  • 光束寬度:這個數值與透鏡焦距相關,但又有點微妙。因為光束寬度會依材料厚度而改變,所以1/4”木板的切口,可能會比1/8”木板來得大。
  • 材料:木材會被雷射燒掉,所以只會留下切割後的邊緣。但塑膠可能會收縮,因為切割同時塑膠還會融化。這種情形會讓切口比預設的來得大。

測量實際被雷射切掉的切口大小是最準確的方式。但方法也很難:因為切口太狹窄,很難找到工具進行測量。

我的方法是用手邊多的材料來製作治具。我裁了一支有標記尺寸的鑰匙(裁切時會產生切口,所以裁好後實際尺寸會較小),可以用在測試一系列不同尺寸的插槽,每個槽位都比前一個小0.1mm。例如上圖所示,20mm的鑰匙用來測試19.9、19.8、19.7、19.6、19.5和19.4mm的插槽。接著,將鑰匙壓入每個槽位,判斷鑰匙與哪個尺寸最吻合。我實際的雷射切口大小是鑰匙與插槽尺寸差距的一半(因為兩側切緣都有切口)。歡迎下載我的治具圖檔,自己試看看吧!

 

(譯:曾筱涵)

【原文】