Paku

Latar Belakang

Paku terdiri dari batang logam atau betis, runcing di satu ujung dan biasanya memiliki kepala yang dibentuk di ujung lainnya, yang dapat dipalu menjadi potongan-potongan kayu atau bahan lain untuk mengikatnya bersama-sama. Paku biasanya terbuat dari baja, meskipun dapat dibuat dari aluminium, kuningan, atau banyak logam lainnya. Permukaan dapat dilapisi atau disepuh untuk meningkatkan ketahanan korosi, kekuatan mencengkeram, atau tampilan dekoratif. Kepala, betis, dan titik mungkin memiliki beberapa bentuk berdasarkan fungsi kuku yang dimaksudkan. Dari hampir 300 jenis paku yang dibuat di Amerika Serikat saat ini, sebagian besar digunakan dalam konstruksi perumahan perumahan. Rumah bingkai kayu rata-rata menggunakan antara 20.000 dan 30.000 paku dari berbagai jenis dan ukuran.

Kuku dibagi menjadi tiga kategori besar berdasarkan panjangnya. Pada umumnya paku yang panjangnya kurang dari 2,5 cm disebut paku payung atau brads. Kuku yang panjangnya 1-4 inci (2,5-10,2 cm) disebut paku, sedangkan yang lebih dari 4 inci (10,2 cm) kadang-kadang disebut paku. Kategori-kategori ini secara kasar didefinisikan, dan ada persilangan yang cukup besar di antara mereka.

Panjang paku diukur dalam satuan yang disebut sen. Istilah ini berasal dari penggunaan paku di Inggris pada akhir 1700-an ketika mengacu pada harga seratus paku sebesar itu. Misalnya, "paku sepuluh sen" akan berharga sepuluh sen per seratus. Simbol untuk sen adalah "d", seperti pada 10d. Penunjukan ini diyakini kembali ke zaman Kekaisaran Romawi ketika bentuk pengukuran serupa untuk paku yang ditempa dengan tangan melibatkan koin Romawi biasa yang dikenal sebagai dinar. Hari ini istilah sen hanya mendefinisikan panjang paku dan tidak ada hubungannya dengan harga. Paku terpendek adalah 2d yang panjangnya 1 inci (2,5 cm). Paku 10d panjangnya 3 inci (7,6 cm), dan paku 16d panjangnya 3,5 inci (8,9 cm). Antara 2d dan 10d panjang paku bertambah 0,25 inci (0,64 cm) untuk setiap penunjukan sen. Di luar 10d tidak ada perkembangan logis untuk panjang dan sebutan.

Paku mungkin telah digunakan di Mesopotamia sejak 3500 SM. dan mungkin terbuat dari tembaga atau perunggu. Nanti, setrika digunakan untuk membuat paku. Paku awal dibentuk, atau ditempa, dengan palu. Mereka biasanya dibuat satu per satu, dan akibatnya langka dan mahal. Pada tahun 1500-an, sebuah mesin dikembangkan yang menghasilkan potongan besi yang panjang dan rata, yang disebut batang paku. Potongan-potongan ini kemudian dapat dipotong menjadi panjang, runcing, dan berkepala. Paku sangat berharga di pemukiman Amerika awal sehingga pada tahun 1646 legislatif Virginia harus mengeluarkan tindakan untuk mencegah penjajah membakar rumah lama mereka untuk mendapatkan kembali paku ketika mereka pindah. Dua mesin pembuat paku awal dipatenkan oleh Ezekial Reed dari Amerika Serikat pada tahun 1786 dan Thomas Clifford dari Inggris pada tahun 1790. Mesin ini memotong potongan meruncing dari lembaran besi datar, kemudian meratakan kepala. Di daerah pedesaan, pandai besi terus membuat paku dari besi tempa hingga abad ke-20. Mesin pertama untuk membuat paku dari kawat logam diperkenalkan di Amerika Serikat sekitar tahun 1850, dan teknik ini sekarang digunakan untuk membuat sebagian besar paku saat ini.

Desain

Sebagian besar dari 300 jenis paku yang diproduksi di Amerika Serikat saat ini tidak memerlukan pekerjaan desain baru. Setelah paku dirancang, cetakan dan proses pembentuk dikembangkan untuk pembuatannya, dan paku diproduksi dalam jumlah banyak.

Kebanyakan kuku memiliki kepala melingkar yang lebar. Paku finishing memiliki kepala yang sempit dan meruncing yang memungkinkannya untuk ditenggelamkan di bawah permukaan material dan ditutup untuk menghasilkan hasil akhir yang halus. Kuku pelapis memiliki kepala dekoratif. Paku berkepala dua digunakan untuk mengencangkan bentuk kayu yang digunakan dalam penuangan beton. Paku didorong masuk ke kepala pertama, meninggalkan kepala kedua menonjol. Kepala yang menonjol memungkinkan paku mudah dilepas dan cetakan dengan cepat dibongkar setelah beton mengeras.

Shank biasanya dirancang bulat dan halus. Shank dengan gerigi, alur annular, seruling spiral, atau ulir heliks digunakan saat cengkeraman yang lebih kuat dan permanen diperlukan. Lapisan termoplastik juga dapat ditambahkan ke poros. Lapisan ini memanas melalui gesekan saat paku sedang digerakkan, kemudian dengan cepat dingin dan diatur untuk mengunci paku pada tempatnya. Diameter shank ditentukan oleh jenis paku. Kebanyakan kuku, yang disebut kuku biasa, memiliki diameter yang relatif besar. Paku kotak, awalnya digunakan untuk membuat kotak berdinding tipis, memiliki diameter batang yang lebih kecil daripada paku biasa. Paku finishing memiliki shank berdiameter sangat kecil untuk membuat lubang sekecil mungkin.

Titik kuku yang paling khas adalah potongan lancip empat sisi yang disebut titik berlian. Paku lain mungkin memiliki titik tumpul untuk mencegah membelah kayu tertentu. Titik pahat, titik berduri, titik jarum, dan banyak lainnya terkadang digunakan pada paku khusus.

Saat bahan bangunan baru tersedia, produsen kuku bekerja untuk mengembangkan kuku baru. Ada paku khusus untuk atap genteng, lantai kayu keras, sirap, talang hujan, papan dinding, lembaran logam, dan beton. Beberapa paku baru dirancang untuk digerakkan dengan senjata paku bertenaga udara, bukan dengan palu. Bahkan ada paku baru yang dirancang untuk aplikasi khusus di industri kedirgantaraan.

Mesin pemotong kuku abad pertengahan abad ke-19 yang besar ini menggunakan aksi geser untuk memotong paku dari batang besi. (Dari koleksi Henry Ford Museum &Green-field Village.)

Paku sangat penting untuk konstruksi bangunan berbingkai kayu. Ini, bagaimanapun, tidak selalu terjadi. Sampai akhir abad ke-18, orang Amerika membangun bangunan kayu menggunakan rangka kayu yang berat. Di tempat-tempat di mana kayu-kayu besar ini harus disatukan, salah satu ujung tiang atau balok akan dipotong untuk membentuk lidah ("tenon") dan dipasang ke dalam lubang ("mortise") yang dipotong pada balok yang berdampingan. Kekuatan tambahan dapat ditambahkan dengan menggerakkan pasak kayu melalui lubang bor pada kayu yang disambung. Keterampilan dan tenaga kerja yang terlibat dalam konstruksi semacam itu cukup besar; tukang kayu harus individu yang sangat terampil dan, dengan demikian, memerintahkan harga tinggi di Amerika kolonial.

Hingga akhir abad ke-18, paku didatangkan dari Inggris atau dibuat oleh pandai besi lokal. Tukang besi, atau sering kali muridnya, mengambil sepotong besi batangan yang panjangnya mungkin 5 kaki dan diameternya 0,06-0,25 inci. Sambil memegang salah satu ujungnya, dia memanaskan ujung yang lain, meletakkannya di atas landasan dan, dengan menggunakan permukaan palu yang rata, meruncingkan keempat sisinya menjadi sekitar satu inci dari ujungnya. Dia kemudian menggunakan peen, atau ujung palu yang diasah, atau alat tambahan berbentuk baji pada landasannya, untuk memotong takik di batang. Dia menusukkan ujung batang yang runcing ke dalam lubang runcing di landasannya dan mematahkan paku pendeknya. Kemudian dia meratakan ujung paku dengan empat atau lima pukulan cepat palu dan mengeluarkannya dari lubang landasan dengan pukulan cepat ke atas pada intinya.

Antara 1790 dan 1830, beberapa perangkat mekanis dikembangkan di Eropa dan Amerika Serikat untuk mempercepat produksi dan menurunkan biaya paku. Oleh karena itu, tidak sepenuhnya kebetulan bahwa rumah berbingkai balon, yang mengandalkan dua-empat-empat yang disatukan oleh paku, ditemukan pada awal tahun 1830-an di Chicago. Sistem kerangka balon membutuhkan lebih sedikit keterampilan dan tenaga dalam pertukangan kayu dan memanfaatkan paku yang diproduksi secara massal.

William S. Pretzer

Bahan Baku

Kebanyakan paku terbuat dari baja. Aluminium, tembaga, kuningan, perunggu, baja tahan karat, nikel perak, monel, seng, dan besi juga digunakan. Paku galvanis dilapisi dengan seng untuk memberikan ketahanan korosi tambahan. Paku baja kebiruan dikenai nyala api untuk memberi mereka lapisan oksida kebiruan yang memberikan sejumlah ketahanan korosi. Apa yang disebut kuku berlapis semen sebenarnya dilapisi dengan resin plastik untuk meningkatkan cengkeramannya. Beberapa brad diberi lapisan enamel berwarna untuk menyatu dengan warna bahan yang mereka ikat.

Manufaktur
Proses

Kebanyakan paku terbuat dari gulungan kawat logam. Kawat dimasukkan ke dalam mesin pembuat paku yang dapat menghasilkan hingga 700 paku per menit. Paku kemudian dapat dipelintir atau dibentuk lebih lanjut, dibersihkan, diselesaikan, dan dikemas.

Membentuk

• 1 Kawat ditarik dari sebuah kumparan dan dimasukkan ke dalam mesin pembuat paku di mana ia dicengkeram oleh sepasang die gripper. Bentuk kepala paku telah dikerjakan ke ujung cetakan.
• 2 Saat dadu menjepit kawat pada tempatnya, ujung bebas kawat dipukul dengan palu mekanis. Ini merusak ujung kawat ke dalam rongga cetakan untuk membentuk kepala paku.
• 3 Dengan kawat yang masih dijepit di cetakan, satu set pemotong berbentuk menyerang ujung paku yang berlawanan, membentuk ujungnya dan memotong paku dari sisa kawat yang terlepas dari koil.
• 4 Dies terbuka dan mekanisme pengeluaran membenturkan paku ke dalam panci pengumpul di bawah mesin. Ujung kabel yang bebas ditarik dari koil dan dimasukkan ke dalam mesin. Siklus kemudian dimulai lagi.

Pembentukan tambahan

• 5 Paku dengan lilitan heliks, gerigi, atau konfigurasi permukaan lainnya dimasukkan ke dalam mesin lain yang menggulung, memelintir, mencap, atau memotong bentuk yang diperlukan. Ini mungkin proses mekanis murni atau mungkin memerlukan pemanasan bahan sebelum membentuk.

Menyelesaikan

• 6 Kuku dibersihkan dalam tong berputar yang diisi dengan soda api panas. Ini menghilangkan oli dari mesin pembentuk dan membersihkan sisa logam kecil, atau potongan, yang mungkin menempel kuku.
• 7 Banyak paku diberi lapisan akhir yang cerah sebelum dikemas. Ini dilakukan dengan menempatkan paku dalam drum serbuk gergaji panas yang berputar untuk memoles permukaan kuku dengan lembut. Paku lain dapat dilewatkan melalui nyala api terbuka dalam oven untuk memberikan hasil akhir yang kebiruan. Paku galvanis dicelupkan ke dalam tangki seng cair dalam proses yang disebut galvanisasi panas. Lapisan seng juga dapat diterapkan dengan memanaskan kuku sampai sekitar 570 ° F (300 ° C) dalam wadah tertutup yang diisi dengan bubuk yang terdiri dari debu seng dan seng oksida. Paku berlapis lainnya dicelupkan atau disemprotkan untuk mendapatkan hasil akhir.
• 8 Tergantung pada toleransi yang diinginkan, beberapa paku khusus mungkin juga memerlukan langkah perlakuan panas tambahan.

Kemasan

• 9 Lift magnetik membawa paku yang sudah jadi ke mesin timbang yang memasukkannya ke dalam kotak kardus terbuka. Saat mereka dijatuhkan, medan magnet menyelaraskan mereka sehingga mereka menumpuk dalam barisan yang rapi. Setelah dikemas, kuku mengalami demagnetisasi. Paku biasanya dijual dalam kotak 1, 5, 10, 25, dan 50 pound. Paku yang lebih kecil, seperti brads, dijual dalam kotak 2 ons atau 4 ons dan dikemas tanpa disejajarkan secara magnetis.

Kontrol Kualitas

Bahan baku harus memenuhi standar tertentu untuk komposisi kimia, kekuatan luluh, kekerasan, ketahanan korosi dan sifat lainnya. Ini biasanya disertifikasi oleh perusahaan yang memasok kawat, dan dapat diperiksa secara independen oleh produsen paku.

Selama pembuatan, paku juga harus memenuhi spesifikasi tertentu mengenai dimensi dan sifat. Ini dicapai dengan menggunakan metode yang dikenal sebagai kontrol proses statistik, yang secara berkala mengambil sampel dimensi dan sifat paku yang diproduksi dan mengevaluasi setiap perubahan melalui teknik analisis statistik.

Masa Depan

Permintaan paku komoditas yang diproduksi secara massal bergantung pada fluktuasi pasar perumahan, yang bervariasi menurut ekonomi. Permintaan untuk paku ini juga tunduk pada persaingan dari produsen asing, yang semakin mengurangi keuntungan.

Di sisi lain, permintaan akan paku khusus diperkirakan akan terus tumbuh dan menguntungkan. Bahan bangunan baru, seperti serat kayu komposit dan pelapis dinding dan atap berbahan dasar semen, membutuhkan paku khusus yang baru. Lapisan tahan korosi baru untuk kuku juga sedang dikembangkan.

Salah satu pasar kuku baru yang unik adalah hasil dari peningkatan upaya restorasi dan pelestarian bangunan di seluruh negeri. Salah satu pabrik kuku di Massachusetts membuat potongan kuku kuno. Mereka memperkirakan bahwa 20% dari pekerjaan mereka adalah memproduksi berbagai paku ini untuk digunakan dalam proyek restorasi bangunan asli.