목재 접합의 기본 원리
예전에는 언덕이 많은 지역에 못 하나 없이 지어진 목조 주택에 대해 들어보셨을 것입니다. 그러한 집을 짓는 데에는 부품을 조립하는 데 많은 인내와 기술이 필요했습니다. 이러한 주택의 예는 나무 부분이 서로 단단히 맞물리면서 동시에 단단히 서 있는 방식으로 “맞춤형”될 수 있음을 보여줍니다. 못, 나무 나사, 접착제, 냉간 접착제 등을 사용하여 연결이 고정된 경우에도 이 방법을 적용할 수 있습니다.
리벳팅(사진 1, 부분 1)은 못 2개로 시공할 경우에만 접합부를 잘 잡아줍니다. 이는 나무 나사로 만든 조인트에도 적용됩니다. 못이나 나무나사 1개를 중심으로 핀을 중심으로 부품을 돌릴 수 있습니다.
목재 조인트
겹침 및 가장자리 접합
목재를 결합하는 가장 간단한 방법은 두 개의 재료를 서로 접은 후 퍼티를 하고 못이나 나무 나사로 고정하는 랩 조인트입니다(그림 1, 부품 2a). 각 부품에서 한 겹씩 대각선으로 제거하여 경사진 Z 조인트를 얻으면 조인트의 내구성이 더 높아집니다(그림 1, 파트 2b). 조인트가 조인트 방향으로 압력을 받게 될 경우 조인트의 각 부분에서 두께의 절반을 제거하고 그림 1, 파트 2c에 따라 조인트를 수행하는 것이 좋습니다. 이 조인트는 나사 하나만 있어도 견고하게 고정할 수 있으며 조인트의 미끄러짐으로 인해 절단이 방지됩니다.
그림 1 — 리벳팅 및 기본 랩, 가장자리 및 텅 앤 그루브 조인트.
톱니 플랩은 나사를 사용하지 않고도 견고한 신축 조인트를 형성합니다. 이 조인트의 단점은 두 부분의 결합이 측면에서만 가능하다는 것입니다(사진 1, 부품 2d).
더 큰 조각의 경우 가장자리 노치 또는 텅 앤 홈으로 결합하는 것이 더 안전합니다(그림 1, 부품 3). 연결부를 만들기 위해 한 부분에는 혀가 형성되고 다른 부분에는 홈이 형성됩니다(이러한 유형의 연결부는 나무 바닥이나 쪽모이 세공 마루에서 발생합니다). 이러한 조인트를 사용하려면 꼭 맞아야 하며 부품은 끌, 톱 및 프로파일 대패를 사용하여 정밀하게 가공되어야 합니다. 제도판 근처의 하드엣지바는 이렇게 부착됩니다.
두 부분이 같은 방식으로 노치되어 있는 가장자리 노치 조인트가 더 쉽습니다. 프로파일 대패를 사용하여 가장자리 노치만 만들면 됩니다.
나무 플러그가 있는 조인트
나무 플러그(그림 2, 부분 1)와의 결합은 원형 또는 사각형 나무 플러그를 사용하여 수행됩니다. 이러한 관절은 테이블과 의자에서 볼 수 있습니다. 분할되거나 선반에서 제작되는 원형 플러그의 경우 조인트의 두 번째 부분에 구멍이 뚫립니다. 조인트의 양쪽 부분에 구멍을 뚫고 단단한 나무와 별도로 플러그를 만드는 것이 가능합니다. 조인트에 최소한 두 개의 플러그가 있고(한 플러그 주위에는 일부 샤프트 주위처럼 재료가 회전할 가능성이 있음) 구멍이 플러그 길이보다 깊어야 합니다. 그렇지 않으면 플러그가 구멍 바닥에 닿게 되어 연결을 조일 수 없습니다.
정으로 만든 플러그(그림 2, 부분 2)는 필요한 구멍도 만들기도 어렵지만 이렇게 만든 플러그에는 플러그 하나만 연결해도 충분합니다. 부품이 축을 중심으로 회전하면 안 되는 경우에 만들어집니다. 하중으로 인해 부품이 파손되지 않도록 개구부 주위에 충분한 두께를 두도록 주의해야 합니다.
그림 2 — 나무 플러그, 더브테일 및 텅과 홈이 있는 조인트.
더브테일, 페더 및 홈
측면을 따라 긴 부분을 연결하기 위해 사다리꼴 조인트(더브테일 조인트)가 적용됩니다(그림 2, 부품 3). 이 조인트를 만들려면 많은 인내와 좋은 도구가 필요합니다. 선반을 결합할 때 사용됩니다. 이런 종류의 접합의 가장 큰 단점은 접합이 측면에서만 가능하다는 것입니다. “더브테일”은 섬유 방향을 가로지르는 홈에 들어가야 합니다. 그렇지 않으면 결합된 부분이 찢어지거나 파손될 수 있습니다.
짧은 부분이 혀와 홈에 연결됩니다(이미지 2, 부품 4). 여기서 더 짧은 조인트는 파토스 보드와 동일하게 만들어지며 여기서만 더 짧습니다. 긴 조각을 연결하기 위해 이 조인트를 변형한 형태가 톱니 조인트입니다(그림 3, 부품 1).
그림 3 — 기어 조인트, 앵글 조인트 및 플러그 및 핀 연결.
코너 및 탈부착 가능한 조인트
코너 조인트에는 비스듬한 형태의 텅-그루브 조인트(그림 3, 부품 2) 또는 조인트 홈이 있는 삼각형 플러그 또는 외부 부착 삼각형 보강재(그림 3, 부품 3)가 적용됩니다. 주로 액자 제작에 사용됩니다.
쉽게 분해가 가능한 조인트는 플러그와 핀으로 제작됩니다(사진3, 부품4). 원하는 대로 조이거나 분해할 수 있습니다.
어떤 이유로든 플러그-페그 연결을 할 수 없는 경우 2과 5° 사이의 각도로 나무 다웰을 박거나 이전에 구멍에 삽입된 플러그에 금속 핀을 삽입하여 견고한 연결을 이룰 수 있습니다(그림 4, 부품 1). 웨지는 플러그를 펼쳐 연결을 강화합니다. 이러한 연결의 예로는 해머 헤드를 핸들에 부착하는 것입니다. 플러그는 구멍과 플러그 모두의 섬유 방향에 수직인 블레이드로 서 있어야 합니다. 그렇지 않으면 고정하는 대신 연결부가 깨질 수 있습니다.
부하분배
빔의 힘 지원 및 전달
마지막으로 자립형 건축 사례를 몇 가지 보여드리겠습니다. 사진 4에서는 2의 일부에서 기울어진 빔을 볼 수 있습니다. 이런 방식으로 돌출된 보는 기둥에서 미끄러지지 않으며 지지대에서 발생하는 힘은 세로 축에 수직이므로 기둥이 비스듬히 구부러지지 않습니다.
그림 4 — 쐐기로 플러그를 고정하고 빔 조인트에 힘을 전달합니다.
이미지 4, 부품 3는 수평 빔에 대한 경사 빔의 기울어짐을 보여줍니다. 이러한 연결을 통해 경사력은 수평과 수직으로 구분됩니다. 수직 힘은 수평으로 배치된 빔에 작용하는 반면, 수평 힘은 빔의 “코”에 작용합니다. 이러한 방식으로 연결을 형성할 때 수평 빔의 “노즈”가 충분히 강한지 확인하여 수평 힘으로 인해 부러지거나 미끄러져 전체 구조가 붕괴되지 않도록 해야 합니다.
자립형 도어 시공
사진 5은 도어의 »load« 및 »self-supporting« 구조를 보여줍니다. (자립형은 따로 강화할 필요가 없는 구조입니다.)
그림 5 — 대각선 보드 또는 강철 케이블로 인해 도어 변형 및 경화.
위 사진을 보면 문의 무게로 인해 경첩이 변형(문이 하강)되는 것을 볼 수 있습니다. 상부 브라켓을 빼내고 하부 브라켓을 벽에 밀어넣습니다.
가운데 그림은 문을 눌러 자립형으로 만드는 방법을 보여줍니다. 문의 무게는 강화된 대각선 판자 Z가 지탱하므로 미끄러짐을 방지하기 위해 노즈 배출구를 사용하여 상단 및 하단 판자에 연결해야 합니다. 아래 사진은 강철케이블을 뽑아 자립구조를 한 모습입니다.
목재 조인트 정밀 제작
목재 접합 부분을 최대한 정확하게 만드는 것이 중요합니다. 플러그가 구멍에 정확히 맞고, 톱니가 톱니 구멍에 정확히 맞아야 합니다. 이를 달성하려면 정확하게 측정하고 표시하거나 특수 도구를 사용하거나 템플릿 등을 만들어야 합니다. 그러나 가장 간단한 해결책은 한 부분을 먼저 만든 다음 이를 템플릿으로 사용하여 다른 부분을 표시하는 것입니다. 이런 식으로 생산된 첫 번째 부품이 가장 정확하지는 않지만 두 번째 부품은 적절하게 조정됩니다(이미지 6).
이미지 6 — 정확한 맞춤을 위해 조인트의 첫 번째 부분에서 두 번째 부분으로 측정값을 전송합니다.