تحولات بزرگ در نجاری

در قرن شانزدهم، کارخانه های چوب بری در اروپا ایجاد شدند که به تاسیس صنعت الوار منجر شد. بخشی از انگیزه لازم برای کشف قاره آمریکا، دسترسی به منابع جدید چوبی و استخراج چوب برای استفاده در ساخت کشتی و ساختمان در اروپا بود. قرن هجدهم، مصادف با انقلاب صنعتی بود که ساخت موتورهای بخار و میخ را به ارمغان آورد. با اختراع میخ، نجاران دیگر مجبور به تحمل مشقت فراوان برای ساخت میخ های دست ساز نبودند. بعد از اختراع اره برقی، سبک خانه سازی قدیمی تغییر یافت و فریم ها و قاب های قدیمی منسوخ شدند و کاربرد دیوارهای یک پارچه (Ballon framing) رایج شد. تبدیل گرده بینه های چوبی به الوار ، نقطه عطفی بود که باعث گردید نجاری برای همیشه تغییر کند. پیشرفت مهندسی برق در قرن نوزدهم، منجر به توسعه ابزارهای دستی، میخ های سیمی و ماشین های تولید پیچ شد. در قرن بیستم، استفاده از سیمان پرتلند و پایه های بتونی، استفاده از الوار سنگین چوبی را به عنوان تیرپایه برای نجاران فراهم کرد. همچنین، دیوارهای خشک جایگزین اندود آهک روی توفال های چوبی شدند. در قرن بیستم، تخته چندلا، چوب مهندسی شده و تیمار شیمیایی چوب نیز مرسوم شد. امروزه با گسترش ماشین آلات صنایع چوب، انجام کارهای نجاری با ابزارآلات دستی کم شده است.

ابزارآلات باستانی

ابزارآلات مانند پنجره ای هستند که به گذشته باز می شوند و سیر پیشرفت تمدن را به ما نشان می دهند. تبر و تیشه اولین ابزارآلات نجاری بودند که به وجود آمدند. از تبر برای قطع کردن درختان استفاده می شد و تیشه که تیغه آن ۹۰ درجه می چرخید، برای شکل دادن تخته های چوبی کاربرد داشت. در تمدن مینوان، ترکیبی از تبر و تیشه مورد استفاده قرار گرفت و تبر دو سر اختراع شد. این نوع از تبر در میان نجاران رومی، بسیار محبوب بود.
اره های دستی در حدود ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد در مصر مورد استفاده قرار می گرفت.این اره های دستی دارای یک تیغه پهن (در بعضی از نمونه ها پهنای تیغه به ۲۰ اینچ هم رسیده است)، دسته چوبی دارای انحنا و دندانه های فلزی نا منظم بوده است. قاب اره نیز توسط رومیان باستان ساخته شده است. مصریان باستان ابزارآلات نجاری را توسع دادند. آنها در ایجاد اتصالات به جای میخ از گیره های چوبی استفاده می کردند. این گیره ها در سوراخ هایی که با دریل کمانی ساخته شده بودند، قرار می گرفتند و به راحتی به جلو و عقب حرکت می کردند. از آنجا که دریل برای سوراخ کردن اجسام چگال مفید نبود و باعث اتلاف انرژی می گردید، رومیان باستان مته را ابداع کردند. این مته شامل یک دسته کوتاه بود که به یک میله آهنی دارای نوک قاشقی شکل، وصل شده بود. رومیان میخ های چوبی مصری ها را با اختراع میخ های آهنی جایگزین کردند. چکش دو شاخ نیز از اختراعات مصری هاست. آنها چندین نوع رنده را نیز اختراع کردند. یکی از مورخان، رنده را مهمترین دستاورد در تاریخ ابزارآلات نجاری می داند. اسکنه (مغار) کهن ترین ابزار نجاری است. که نجاران دوره برنز برای ساخت خانه و مبلمان از آن استفاده می کردند. اکتشاف مصنوعات چوبی گذشته باعث ایجاد یک ارتباط ملموس بین انسان امروز با دوره های قبل شده است. تکامل نجاری تا حد زیادی وابسته به آشنایی با ابزارآلات گذشته و تکامل آنها بوده است.
همانطور که گفته شد نجاری از قدیمی ترین هنرها است که در اواخر قرن هجدهم با ابداع ماشین آلاتی که با نیروی آب و بخار کار می کردند، در انگلستان توسعه داده شد. هر از گاهی تلاش هایی برای انجام مکانیکی کارها انجام می گرفت اما تا پایان قرن هجدهم ایده قطعی و عملی برای انجام مکانیکی کارها تعریف نشده بود. ساموئل بنتام، اهل انگلستان، در سال های ۱۷۹۱ و ۱۷۹۳ ماشین آلاتی را اختراع کرد. اختراعات او شامل ماشین آلات رنده با برش چرخشی (روتاری) برای برش همزمان چوب از چند طرف، دستگاه تراش و قالب گیری، دستگاه برش روکش، ماشین اره اریب، دستگاه اره تیزکن، دستگاه برش اتصالات کام و زبانه به وسیله اره گرد وابزارآلات سوراخ زنی بود. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، بسیاری از ماشین آلات مربوط به رنده کاری چوب، چوب ها با سرعتی حدود ۲۵۰ فوت خطی در دقیقه رنده می کنند. بین دوره جرمی بنتام (متفکر بزرگ قرن ۱۸، انگلستان) و امروزه، تولیدکنندگان بلند پروازی وجود داشته است که با تولیدات پیچیده در زمان خود پایه گذار ماشین آلات پیشرفته امروزی بوده اند.

اره گرد

صرف نظر از گوه و تبر، اره قدیمی ترین وسیله تبدیل مکانیکی چوب است و بی شک مهم ترین ابزار در زمینه صنایع چوب می باشد. اولین کارگاه های چوب بری گذشته در برسلاو، ۱۴۲۷؛ هولشتاین، ۱۵۴۰؛ لیون، ۱۵۵۵؛ راتیسبون، ۱۵۷۵ برپا شده بودن. اولین کارخانه چوب بری در هلند در شهر ساردام در سال ۱۵۹۶، در سوئد در سال ۱۵۶۳ و در انگلستان توسط یک مرد هلندی در نزدیکی لندن در سال ۱۶۶۳ تاسیس شد. این کارخانه به علت شورش مخالفان تعطیل شد. جیمز استانسفیلد در سال ۱۷۶۸ نیز در برپا کردن کارخانه چوب بری ناموفق بود، اما بعد از مدت کوتاهی با کمک دولت، او در نقاط مختلف کشور کارخانجاتی که با موفقیت اداره می شد را تاسیس کرد. اره گرد از کشور هلند سرچشمه می گیرد اما حق ثبت اختراع آن برای اولین بار در سال ۱۷۷۷ به ساموئل میلر از ساوت‌همپتون (انگلستان) اعطا شد. ویلیام رولند، اهل فیلادلفیا، اولین تولید کننده تیغه اره در سال ۱۸۰۶ این کشور بود. میز اره گرد در اشکال مختلف آن از رایج ترین ماشین های صنایع چوب است. در شکل زیر نمونه هایی از اره های گرد در قرن نوزدهم مشاهده می شود.

اره گرد- قرن نوزدهم

ماشین های رنده

بعد از اره، ماشین رنده بدون شک مهمترین ماشین آلات صنایع چوب است. اولین تلاش ها برای جایگزین کردن ابزارهای دستی رنده کردن با ماشین آلات ، در سال ۱۷۷۶ به هاتون موجود است، اما دستاورد او تنها یک سری از ایده های مکانیکی خام بود که هرگز به عمل نرسید. در سال ۱۸۲۷ مالکوم موییر، اهل گلاسکو، یک رنده پیشرفته را اختراع کرد . هدف از اختراع رنده، آماده سازی باکیفیت سطح کفپوش­ کامل بود. عملیات اره، رنده، زبانه دار کردن و شیار زنی ترکیب شدند و تعدادی از ماشین آلات مورد بهره برداری قرار گرفتند. جان کامبرلند آمریکایی، پیشرفت های بسیاری را در سال ۱۸۴۷ به ارمغان آورد. ویلیام وودورس، یک نجار قدیمی ساکن پوقکیپسی،  به عنوان “عمو بیلی،” شناخته شده بود، در سال ۱۸۲۸ یک ماشین رنده که ترکیبی از برش دوار و غلتک تغذیه بود و قادر به برش زبانه یا شیار کناره های چوب و رنده سطوح اصلی به طور همزمان بود. یک ماشین رنده قدیمی که به نام گری و وودز مشهور است، در سال ۱۸۶۰، اختراع شد که مدل پیشرفته تری نسبت به ماشین های قبلی بود.

دستگاه های رنده مربوط به قرن نوزدهم

ماشین های قالب سازی

ماشین های قالب سازی سنگین برای اولین بار در سال ۱۸۷۰ توسط فای و فیشر، در لنکاستر اختراع شد. توسعه ماشین آلات قالب سازی توسط اچ بی اسمیت در همان قرن با استفاده از قرار دادن فریم آهنی در این ماشین ها و ایجاد تمهیداتی بر روی فریم با کاهش اصطحکاک  صورت گرفت.

ماشین های کام زنی

اولین ماشین آلات فاق و زبانه زنی که به طور عملی مورد استفاده قرا گرفت، در سال ۱۸۰۷ در انگلستان ساخته شد و در کارخانه های کشتی سازی مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۸۲۶، برنچ در نیویورک با اختراع نوعی از مته، توانست سوراخ هایی به شکل مربع در چوب ایجاد کند. این اختراع در مجله فرانکلین در فیلادلفیا توضیح داده شد.

ماشین های زبانه زنی- قرن نوزدهم

به این دلیل که کام و زبانه در ایجاد اتصالات چوبی نقش دارند و مکمل هم هستند، توسعه و پیشرفت ماشین های کام زنی و زبانه زنی در راستای هم انجام شد. نوع پیشرفته ماشین های زبانه زنی مجهز به قابلیت برش چرخشی است که در سال ۱۸۴۰ اختراع شد. بعدها این نوع ماشین ها با اضافه کردن میزهای غلتکی، اسپیندل های عمومی کپی کننده و اره ارتقاع یافتند و ماشین های امروزه نیز مجهز به این امکانات هستند.

اره نواری

اگرچه عموما اعتقاد بر این است که اره های نواری برای اولین بار در فرانسه ساخته شده اند اما در واقع، این نوع از اره ها نخستین بارتوسط ویلیام نیوبری (۱۸۰۸) در انگلستان به ثبت رسید. تا سال ۱۹۵۸ این مدل اره بدون تغییر باقی ماند تا اینکه پرین فرانسوی مشین اره نواری پیشرفته ای را به نمایش گذاشت. پیشینه ایجاد برش­های زاویه ای با اره نواری که امروزه نیز مورد استفاده قرار میگیرد به سال ۱۸۷۳ بر می گردد. در همین زمان، اره های نواری با قابلیت برش با زاویه های مرکب ایجاد شد.

اره موئی

اولین ماشین اره موئی توسط بیچ در مونتراس ابداع شد. این ماشین شامل یک قرقره قابل تنظیم ومیل لنگ بود و سرعت برش آن توسط اپراتور قابل تنظیم بود. پمپ هوا نیز برای از بین بردن خاک اره در دستگاه تعبیه شده بود. در سال ۱۸۶۵، کانینگهام، در لندن، اره موئی و ماشین سوراخ کاری را با هم ترکیب کرد که ساختار ساده ای داشت.

ماشین چهارتراش

آندرو گیر (جیمسویل، ۱۸۵۳) با قرار دادن عمودی یک ابزار برش بر روی یک اسپیندل چرخشی، دستگاهی برای برش چوب به اشکال نامنظم اختراع کرد. این دستگاه دارای دو اسپیندل و یک میز چوبی بود و از ماشین های امروزی کوچک تر بود.

 ماشین آلات مرکب

امروزه، ترکیب عملکرد چند ماشین با هم به منظور انجام کار مورد نیاز به صورت سریع تر و اشغال کردن فضای کمتر مورد استقبال عمومی در جهان قرار گرفته است. اولین ماشین های مرکب در سال ۱۸۵۸ ابداع گردیدند.

ماشین مرکب- کام و زبانه زن

ماشین مرکب- اره نواری و موئی

امروزه ماشین آلات اتوماتیک با میزهای قابل چرخش و گیره های پنوماتیک، نمونه ای از پیشرفت و توسعه ماشین آلات چوبی است. ماشین های تراش و رنده های اتوماتیک، ماشین های زبانه زنی و شیارزنی، کیفیت کارهای چوبی را افزایش داده است. ایده طراحی و ساخت این ماشین آلات از دستگاه های قدیمی گرفته شده است.