6주차. 27일째. CNC 설계, 가구 만들기-도마

수요일! 오늘은 아침부터 비가 왔다. 날이 흐려서 그런지 컨디션도 한 톤 낮은 느낌. 날씨도 꽤 서늘했다. 늦지 않게 잘 학원에 도착.

 

오전에는 강의실에서 CNC를 다루기 위한 프로그램에 대해 배우는 시간이 있었다. 

CNC는 컴퓨터와 연결된 기계가 도안을 읽어들여 잘라주는 것으로 복잡한 도안이나 반복 작업을 일정한 품질로 빠르게 할 수 있다.

이 CNC 기계를 다루기 위해서 아스파이어라는 프로그램을 사용할 수 있다.

스케치업이나 캐드로 CNC로 출력할 DWG 도안 파일을 만들면 픽셀 단위 이미지맵 파일이 된다. 이 파일을 아스파이어 프로그램에서 CNC가 인식할 수 있는 벡터선으로 변환할 수 있다. G코드를 딴다? 고 표현하셨다. 이 변환된 파일을 CNC 기계에 넣으면 읽어들여 도안대로 소재를 잘라내준다.

 

1. 도안 작성시 유의점

- 스케치업 제작시 시점을 고정해야 한다. 위쪽 표시줄에서 '카메라'-'평행투영'에 체크후 '맨위보기' 로 편평한 면이 보이도록 설정, 도안을 그리고 저장을 할 때도 이 시점을 유지해야 한다. 유지된 시점을 기준으로 아스파이어에서 읽어들이기 때문.

- 스케치업에서 만들때 평행 소재 외곽에서 여유 10mm 이상 주기: 목재라는 소재가 바닥에 모서리가 끌리면 깨지거나 갈라지는 경우가 있다. 이 소재가 갈라진 부분이 도안과 겹치지 않도록 하는 것.

- 날 두께 고려하기: 도안의 물체와 물체 사이의 거리를 정할 떄 (날 두께)*2+여유분(2mm 정도) 띄워서 그리는 것이 안전하다. 외곽을 따라 날이 이동하면서 날 두께만큼을 함께 깎아내기 때문이다. 4mm 날을 쓴다면 10mm여유, 5mm 날을 쓴다면 12mm 정도 여유를 주는 것이 좋다.

- 자재 효율 고려하기: 한 자재에서 최대한을 사용할 수 있도록 적절하게 배치하기

- 위 사항들을 고려하여 스케치업에서 자재 크기 만큼의 판을 그리고 그 위에 도안 그리기

- 스케치업에서 저장할 떄, '파일'-'내보내기'-'2D 그래픽' 으로 저장하여 dwg 파일로 저장하기

 

2. 아스파이어 사용하기

- 아스파이어에서 '기존파일열기'를 하여 스케치업이나 캐드에서 만든 dwg 파일을 불러오기

- 업무 설정: 단일크기, 작업크기(폭, 높이, 두께), 단위, xy원점위치 등을 조정한다. : 사용할 소재 등을 고려하여 결정 후 '확인'

-  '작업상자' 의 트레이 아이콘들 활용

- '대상 편집'-벡터 연결 해줌

- 대상을 선택하여 간격을 조정하거나 복사 붙여넣기 등 가능

- 날이 둥글기 때문에 외부는 직각을 맞출 수 있지만, 내부는 둥글게밖에 깎이지 않음. 둥근 내부를 장부를 맞추기 위해 모서리를 둥글게 조금 더 파주도록 만들어야 완성되었을 때 다듬어 조정하기 용이함. '필렛'에서 설정 가능(T본, 도그본)

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* 장부의 이름은 장부의 모양에 따라 정해짐

- 도브테일: 사다리꼴 톱니모양-위에서 봤을 때 비둘기 꼬리 모양, 우리말로 주먹장, 주먹끼리 맞댔을 때 손등끝끼리 만나는 모양

- 도그본: 모서리가 둥글게 튀어나옴, 개 뼈다구처럼 생겼다하여 도그본

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- 화면 오른편 모서리에 세로로 공구 경로

* 공구 데이터베이스에서 날의 종류와 날이 움직이는 속도(스핀들(날 회전속도)/feed rate(이동속도)/플런지율(z축 이동속도)) 등을 결정할 수 있음. 속도가 너무 빠르면 날이 부러지는 등 문제가 생기기 때문에 적절한 속도를 설정해주어야 함.

예) 18T 소재, 4~5mm 날, 스핀들 15,000 rpm/ feed rate 2000mm/min/ 플런지율 1200mm/min

- CNC 파는 방법 1. 포켓. 홈을 파내는 것

- CNC 파는 방법 2. 프로파일 관통, 잘라내는 것

- 관통해서 소재를 잘라낸 후 다른 작업을 더 하면 고정되어 있더라도 판이 움직일 위험이 있으니 포켓 작업을 먼저 하고 프로파일 작업 할 수 있도록 작업하기.

- 포켓작업을 할 부분 선들을 shift 누르고 다중선택, 공구 경로-포켓 : 가공 깊이를 원하는 대로 결정(사용할 부재 두께보다 얇아야 포켓 따기 가능)

- 프로파일 작업 부분 선들 다중선택 하고, 공구경로-프로파일 : 가공 깊이를 부재 두께보다 0.3mm 크게 줌(뒷면 거스름이 안 남도록, 부재 아래에 얇은 mdf 판 등을 대고 절삭하면 CNC 작업대 손상이 없음. 가공 벡터를 외측.우측, 상향가공 선택, 패스 1, 램프(스무드,5mm 정도)

* 패스: 한 경로에 날이 지나가는 횟수, 11T에 패스가 2 이면, 5.5T 씩 2번 날이 감. 패스가 많을 수록 시간 오래 걸림. 소재가 너무 두꺼운데 한번에 절삭하면 기기에 부하 큼. 적절하게 조절하기.

* 램프: 날이 처음에 파고들어가는 방향, 수직으로 가기보다 비스듬이 들어가면 부하가 적음, 대신 시간 더 걸림.

- 설정을 다 하면 '계산'

 

- 필요한 모든 경로를 설정했다면, 저장:  '공구경로 저장한 파일로 모든 시각화 공구경로 출력' 을 체크하고 사용하는 CNC 기종 선택하고 '공구경로 저장'을 눌러 usb에 저장하기

 

* 날의 방향

 - 상향: 날의 진행방향과 반대. 날이 소재쪽으로 파고드는 힘을 받음. 목재는 상향 진행이 좋음.

   * 트리머: 소재가 트리머의 왼쪽에 있으면 위쪽으로 진행, 소재가 트리머의 오른쪽에 있으면 아래쪽으로 진행

 - 하향: 날이 진행하는 방향과 일치, 진행방향과 같은 방향으로 향하기 때문에 날이 튕겨나오는 힘을 받음. 

 

여기까지 설명을 듣고 각자 도안을 그려보는 시간이 있었다. 바로 떠오르는 형태나 아이디어가 없어 한참을 끙끙거리다 톱니모양 장부 좀 그리다 시간이 끝났다. 다들 아이디어가 넘치는 것 같은데 어렵다ㅠ 필요한 게 뭐가 있을 지 찬찬히 고민해보자.

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점심을 먹고 오후시간. 가구 수업 첫시간이다. 바오밥 대표님께서 수업을 해 주셨다.

가구공방은 이제까지 수업을 들었던 강의실과 실습실 옆동에 있다. 오늘 처음 가 봤는데 기계가 굉장히 많았다.

대표님께서 안전, 기계 사용법 등을 강의해 주셨다.

 

수압대패, 자동대패, 종절기, 슬라이딩횡절기, 각끌기 등 정말 다양한 기계들이 있었다.

가장 중요한 안전! 모든 전동공구를 사용할 때는 장갑을 벗고 하는 습관을 들여야 한다. 장갑 뿐 아니라 전동 작업을 할 때, 셔츠 자락, 허리끈 등 휘날리거나 끌리는 것이 없도록 매무새를 다듬어야 한다. 실가닥이나 보푸라기가 전동공구에 걸렸을 때 끊어지면 다행인데 그러지 않고 사람도 함께 끌려가는 경우가 많은 사고의 원인이라고 한다.

 

킥백 현상을 예방하기 위해서는 소재 고정 전에 소재 자체를 잘 골라야 한다. 부재들은 건조 과정을 거쳐 함수율이 낮은, 사용하기 적절한 목재이다. 나무를 사용할 때 이 나무가 젖어있지 않은지, 잘 건조되었는지 확인하여 사용한다. 나무는 자연물이니 목재를 아무리 곧게 켠다 해도 휜다. 휘는 것에 그치지 않고 꼬여버리는 경우가 있는데 이런 나무는 피하는 것이 좋다.

기계를 다룰 떄 가장 중요한 것, 소재가 안정적으로 고정되어 톱날을 지나갈 때 톱에 잘리는 것 외에 움직이지 않도록 하기이다. 소재가 안정적으로 고정되기 위해서는 조기대에 최대한 많은 부분이 접할 수 있도록 소재를 배치해야 하며, 조기대 쪽에 소재의 무거운 부분이 놓이도록 하여 무게가 휘청이지 않도록 해야 한다. 그래야 킥백 현상을 예방할 수 있다.

톱날과 조기대의 수평과 수직이 잘 맞도록 해야 한다. 종절기를 쓸 때, 조기대가 톱날과 평행하지 않으면 휘어져 잘리거나, 부하가 가해져 킥백현상이 일어난다.

소재가 톱날에서 뜨지 않도록 안전한 거리에서 잘 누르고, 조기대와 잘 붙도록 미는 것도 중요하다. 이 때 보조 도구들을 활용할 수 있다. 보조 손잡이, 썰매, 지그 등을 사용한다.

종절기에 절단할 때 소재는 반드시 톱날을 전부 통과할 수 있도록 한다.

컷팅되는 부분(톱날) 부분과 가까이 눌러야 원하는 각도(정각)을 맞출 수 있다. 손이 다치지 않는 선에서 가까이 누르기.

 

강의를 듣고 재제목을 5인 1조마다 1개씩 받아서 도마를 만들기 위해 적절하게 컷쏘로 잘라냈다. 컷쏘를 사용할 때, 너무 힘을 주고 밀 필요 없이 기계의 힘이 진행하는 대로 자연스럽게 천천히 진행하면 된다. 수직이 맞도록 방향을 잘 조정한다. 컷쏘의 날 가까이를 잡아야 흔들림이 덜하다.

 

가구 제작에서 가장 첫단계는 부재의 직각이 맞도록 다듬는 것이다. 이를 마름질이라 한다.

1. 수압대패

- 부재의 넓은 면을 두고 모서리 두 쪽을 동시에 눌러보면서 까닥거림이 덜한, 조금이라도 더 평평한 쪽을 수압대패 위에 올려둔다, 너무 누르지 않고 적당한 힘으로 밀대를 누르며, 몸으로 소재를 민다. 대패질 후 표면을 만져보고, 수압대패 판에 놓아 '착' 붙는지 확인하기.

- 한 쪽이 평평하게 잘 갈렸으면, 첫번째 면을 세워서 대패 면에 붙여 첫번째 면과 수직이 되는 한 면을 대패질한다. 보조 밀대을 살짝 기울여 앞쪽 아랫부분을 눌러준다. 대패 면에 소재가 잘 붙어 수직이 맞도록 하기 위함. 적당히 밀고 직각자로 수직이 맞는지 확인하기

->2개 면 직각 맞음

 

2. 전동대패

- 수평을 맞춘 면을 전동대패의 바닥면에 두고 위쪽을 원하는 두께만큼 1mm 정도씩 깎아낸다.

->3개 면 직각 맞음

 

3. 종절기

- 넓은 면의 너비를 재어 조기대를 원하는 길이로 조정한다. 직각자를 조기대에 붙이고 손가락으로 지지하여 톱날과 거리를 잰다. 수압대패로 다듬은 부분을 조기대에 잘 고정하여 안 다듬어진 면을 잘라낸다.

->4개 면 직각 맞음

 

4. 슬라이딩 횡절기

- 횡절기 조기대 턱을 원하는 길이에 둔다. 턱은 여러 조각으로 되어있고 조각 한 개를 넘기면 원하는 길이보다 약간 길게 잘리는 길이가 된다. 여기에 소재를 두고 한쪽면을 잘라낸다.(5개 면 직각 맞음), 잘라낸 모서리 그을음이 없는 쪽이 조기대에 닿도록 소재를 뒤집어돌려 조각을 다 덮어놓고 소재를 올려둔다. 마지막 면을 길이에 맞춰 잘라낸다.

->6개 면 직각 맞음.

 

여기까지 하면 마름질 기초 끝.

* 목재는 소재 특성상 계속 휘고 변형이 있음, 완벽한 수직은 없다고 생각할 것.

 

마지막으로 원하는 사람들은 구멍을 뚫어볼 수 있었다. 구멍까지 뚫으니 시간이 다 되어서 오늘 수업을 끝! 다음주에 이어서 한다고 한다.

 

기계를 안전하게 다루기 위해 주의를 기울여야 하겠다는 생각이 든다. 다치지 않고 작업하는 것이 가장 중요! 안.전.제.일!

도마 만들기 재미있었다. 다음주도 기대된다.

CNC 디자인은 일단 내가 뭘 만들고 싶은지 명확히 정해야 하겠다. 정하고 나서도 설계를 완성하기 위해 많은 고민을 하고 시간을 투자해야 한다. 조금 어려워도 포기하지 말자.