La jonction « Hamer ». Un nouvel assemblage bois sans vis ni colle, réalisable au laser

Tu veux assembler deux pièces de bois sans vis ? Tu as une Découpeuse laser ? Alors, lis la suite...

L'idée

Je cherchais récemment un moyen simple de fabriquer quelques centaines de petites équerres. Comme nous avons suffisamment de machines laser à proximité, la Découpe laser était une évidence.

Les équerres devaient être fabriquées à partir de deux parties séparées (découpées au laser), et comme il y en avait beaucoup, je voulais un moyen rapide de les assembler. Peut-être une sorte de coin que tu peux enfoncer avec un marteau...

Finalement, les équerres n'ont pas été nécessaires, mais l'idée du coin a donné naissance à un assemblage de bois intéressant.

Comment ça marche ?

C'est un type d'assemblage tenon-mortaise, fixé avec un coin. Ce qui est unique, c'est que le coin est intégré au design. Le coin est découpé au laser avec le reste de l'assemblage, maintenu par deux pattes (petits morceaux de matière). Pour monter l'assemblage, tu insères le tenon dans la mortaise et tu donnes un coup de marteau sur le coin. Le coin se détache et écarte le tenon, qui se bloque dans la mortaise. Et voilà, un assemblage solide.

Avantages

L'intérêt de cet assemblage est sa facilité de montage. Un seul coup de marteau et c'est fait. Et tu n'as que deux pièces à tenir.

Ensuite, il n'y a plus de parties saillantes, ce qui est agréable à l'usage et esthétique. Si tu veux une finition parfaite pour ton produit, tu peux concevoir le tenon de manière à ce qu'il dépasse d'environ 0,2 mm. Tu ponces facilement cette petite pointe pour ne plus voir les bords découpés au laser.

Un grand avantage est bien sûr que tu peux facilement réaliser cet assemblage avec ta Découpeuse laser. Une seule fois, ou de nombreuses fois. Si tu as un bon design (et tu peux le télécharger ci-dessous), cela fonctionnera toujours et ne te coûtera presque aucun effort d'en faire plus.

Enfin, et ce n'est pas le moindre : tu n'as pas besoin de vis ni de colle. Cela économise de l'argent et des efforts. Mais surtout, je trouve qu'il y a une élégance à avoir un design en un seul matériau singulier que tu peux fabriquer en une seule étape de production.

Inconvénients

Bien sûr, comme pour toutes les méthodes d'assemblage, il y a des inconvénients à prendre en compte.

Premièrement : c'est un assemblage que tu ne peux plus démonter. Une fois fixé, c'est fixé.

Une autre considération est la quantité de matière que tu perds à cause des coins saillants. Il se peut que tu aies besoin de plus de Plaques de matière. Si c'est une contrainte, tu peux toujours envisager de découper les coins séparément au laser afin de nicher les parties de ton design plus près les unes des autres.

Si tu utilises la Découpe laser sur des matériaux plus épais, tu verras que le dessous de la coupe est souvent légèrement plus large que le dessus. Cela peut faire en sorte que le tenon penche légèrement vers le côté où il y a plus d'espace. Tu peux éviter cela en plaçant l'assemblage à plat sur une table pendant le montage, ou en redressant le tenon après coup.

Matériaux adaptés

Comme mentionné précédemment, le Contreplaqué est un excellent choix pour cet assemblage. La force de serrage est la plus forte avec les bois durs comme le Contreplaqué de bouleau. Le MDF fonctionne aussi bien.

Une Épaisseur de 6 mm ou plus est idéale. Des plaques plus fines peuvent être utilisées, mais elles donneront logiquement des assemblages moins solides.

Le bambou est un cas particulier. Bien que le bambou soit un bois dur et résistant, il se casse rapidement le long des fibres. Si tu décides d'utiliser du bambou, fais attention au sens des fibres et assure-toi que la force de serrage est parallèle aux fibres et non perpendiculaire.

Bien que le HDPE et le POM soient des candidats possibles, ce sont des matériaux assez lisses, ce qui rendra l'assemblage un peu moins solide. Pour ces matériaux, il est préférable de concevoir une variante à verrouillage de forme de cet assemblage à marteau (voir ci-dessous).

L'Acrylique est un moins bon choix pour cet assemblage. Bien que tu puisses faire fonctionner des assemblages à marteau en Acrylique (voir ci-dessous), ce n'est pas aussi fiable. L'Acrylique est un matériau fragile et est sensible aux fissures et aux ruptures dans les zones de tension. Il y a donc de fortes chances que quelque chose se casse lorsque tu enfonces le coin.

Le bois massif est une excellente option. Il est facile à découper au laser et si ton design utilise du bois massif sans fixations ni colle, tu as vraiment créé un produit 100 % biodégradable et recyclable.

Applications possibles

Comme mentionné, cet assemblage est idéal si tu dois fabriquer beaucoup de choses, car il est facile à assembler et te fait économiser des matériaux de fixation.

Mais tu peux aussi parfaitement l'utiliser pour, par exemple, de petites tables, des armoires, des caisses, des sculptures et ainsi de suite.

À titre d'exemple, nous avons conçu une petite table d'appoint. Idéale pour y poser une plante, par exemple. Ce design est pour du Contreplaqué de bouleau de 9 mm. Il se compose de deux pieds que tu emboîtes, et d'un plateau de table que tu fixes avec quatre assemblages à marteau.

Améliorations futures

L'assemblage à marteau actuel fonctionne par force de serrage pour maintenir les plaques en place. On appelle aussi cela un assemblage par contrainte.

Pour les matériaux souples, les matériaux lisses ou ceux qui supportent mal la tension, tu pourrais aussi créer un assemblage par verrouillage de forme. Par exemple, tu peux allonger le tenon et ajouter des sortes de crochets de chaque côté. Ces crochets sont poussés vers l'extérieur par le coin et se referment autour de la surface. Un tel assemblage n'a pas besoin d'exercer beaucoup ou peu de force et peut pourtant être une connexion fiable.

Tu pourrais aussi créer des versions plus petites et plus grandes. L'assemblage à marteau fait actuellement 20 mm de large. Il peut être adapté à différentes Épaisseurs de matière, mais la largeur reste la même. Si tu veux ajuster la largeur, tu devras également apporter des modifications à la profondeur et aux parties flexibles des tenons, afin d'assurer la bonne force de serrage.

Comment appelles-tu cet assemblage ?

Dans la menuiserie traditionnelle, tu rencontres aussi des assemblages avec des coins. En anglais, ils sont appelés fox wedge mortise and tenon joint. Pour simplifier, j'appelle généralement cet assemblage l'assemblage à marteau.

(L'assemblage tenon-mortaise à coin de renard. Illustration de ce site web)

Téléchargements

Est-ce quelque chose que tu pourrais utiliser dans tes projets ? Oui ! Ci-dessous, tu trouveras les dessins de l'assemblage pour différentes Épaisseurs, ainsi qu'une version paramétrique que tu peux dimensionner toi-même. La petite table d'appoint s'y trouve également.

Le Hammer Joint © 2023 par Jiskar Schmitz de Lasersheets peut être utilisé librement ! Tu trouveras tous les dessins ici :

• Hammer joint for 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 9mm, 10mm and 12mm (2d vector pdf)
• Hammer joint for 6mm (3d step file)
• Hammer joint paramétrique (lien vers le modèle Onshape)

Le design exemple (petite table d'appoint) :

• Table d'appoint 9mm bouleau (pdf 2d)
• Table d'appoint 9mm bouleau (lien vers le modèle Onshape)

Conseils pour l'utilisation de l'assemblage à marteau

Il est important que tu utilises la bonne version de l'assemblage à marteau, car le design est différent pour chaque Épaisseur de matière. Bien que les dessins ci-dessous aient été testés de manière approfondie, il se peut que tu doives les adapter légèrement à ta Découpeuse laser spécifique, ton matériau ou ton design.

Si tu veux utiliser l'assemblage dans ton propre design, tu devras le coller à différents endroits de ton projet. La manière exacte de procéder dépend de ton logiciel de dessin et de ton expérience. Un programme de CAO 2D comme AutoCAD ou Rhinoceros3D est idéal pour cela, mais cela fonctionne aussi très bien avec d'autres logiciels comme Illustrator, Inkscape ou CorelDRAW.

À titre de référence, voici mon processus pour concevoir quelque chose avec cet assemblage :

1. Je crée un design 3D de mon projet dans Onshape où je dessine des blocs simples à l'endroit où je veux l'assemblage. Pas le vrai assemblage, car c'est trop de travail.
2. J'utilise la fonction AutoLayout pour mettre toutes les pièces à plat, puis je crée un assemblage et un dessin avec toutes les pièces.
3. Je télécharge le dessin en PDF et l'importe dans Rhino.
4. Dans la conception de l'assemblage à marteau dans Onshape, je règle l'Épaisseur du matériau que je vais utiliser.
5. Je télécharge les fichiers 2D de l'assemblage à marteau.
6. Dans Rhino, je copie le tenon et la mortaise à tous les endroits où ils sont utilisés.
7. Ensuite, j'exporte le dessin 2D pour la Découpe laser.

Utilise le modèle paramétrique de l'assemblage à marteau dans Onshape

J'ai déjà mentionné Onshape. C'est un logiciel de CAO 3D qui fonctionne entièrement dans ton navigateur et pour lequel tu n'as rien à installer. Son utilisation est comparable à celle de Fusion360 ou SolidWorks. Tu peux utiliser Onshape gratuitement tant que cela ne te dérange pas que tes designs soient accessibles au public. Tu dois créer un compte pour y avoir accès.

J'ai créé un document public avec l'assemblage à marteau. Tu le trouveras ici :

Modèle Onshape de l'assemblage à marteau

Clique sur le lien pour le visualiser en 3D. Si tu veux ajuster les paramètres du modèle pour une autre Épaisseur de matière, tu dois créer un compte Onshape. Ensuite, tu peux cloner le modèle pour qu'il soit dans ton propre compte. Tu pourras alors tout modifier comme tu le souhaites.

Modifier les paramètres

Dans la liste des fonctions (à gauche), tu verras trois variables (avec l'icône x) :

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

Double-clique dessus, entre une nouvelle valeur et clique sur la coche pour enregistrer.

Astuce : As-tu vu le dossier "do not change" ? Il contient d'autres variables qui déterminent, entre autres, la largeur de l'assemblage. Ne les ajuste que si tu es prêt à tester et expérimenter intensivement, car elles ont une grande influence sur la flexibilité du tenon et la force de serrage.

Exporter en PDF

Si tu es satisfait de tes réglages, tu voudras probablement télécharger un dessin 2D pour l'intégrer à ton propre design. Pour exporter les deux parties de l'assemblage à marteau dans un seul PDF, procède comme suit :

1. Clique sur l'onglet "Drawing 1" dans la barre inférieure.
2. Clique sur le bouton jaune de mise à jour dans la barre de menu pour actualiser le dessin.
3. Clique sur le menu hamburger et choisis Imprimer. Cela ouvrira un nouvel onglet avec le fichier PDF, que tu pourras ensuite enregistrer.

Exporter en DXF/DWG

Tu peux aussi exporter directement en DXF/DWG.

1. Retourne au Part studio en cliquant sur l'onglet "fox wedge joint" en bas de l'écran
2. Clique droit sur l'une des pièces et choisis "Exporter en DXF/DWG...".
3. Dans la fenêtre pop-up, choisis le format souhaité et clique sur Exporter

Pour finir

Qu'est-ce que tu vas créer avec l'assemblage à marteau ? Nous serions ravis de le savoir. Partage tes créations avec nous via Instagram, LinkedIn ou par e-mail. Si tu as des questions ou des suggestions, tu peux toujours nous contacter via info@lasersheets.nl.

Avertissement : Bien que nous ayons testé l'assemblage à marteau de manière approfondie, nous ne pouvons bien sûr pas garantir qu'il fonctionnera aussi bien pour toi, dans ton application. Ce travail est destiné à être une source d'inspiration et un point de départ pour tes propres designs. Bonne chance !