수학교구

아르키메데스의 실린더 볼 2

김상섭 2014. 11. 8. 23:32

 

지난 겨울에 원기둥이 x,y축으로 교차되는 실린더 볼을 만들 때,

김흥규선생님과 z축까지 만들 생각이었지만 당시에는 제작방법에 대한 구체적인 안이 떠오르지 않아서

미뤘던 것인데, 블러그를 보고 찾아준 부산 신정훈선생님의 의뢰로 다시 제작을 시도했다.

 

 

2014년 11월 8일에 <아르키메데스의 실린더볼2>를 만들었고

다음날인 11월 9일 표면에 왁스를 곱게 입혀서 사진을 찍었다.

<아르키메데스의 실린더 볼2>이란 이름은 김흥규선생님이 붙였다.

x,y,z축이 서로 교차되는 부분을 나무 결을 달리해서 표현하려고 했는데

 만들고 보니 각각 다른 나무를 썼으면 효과가 더 좋았을 것 같다.

 

비치와 메이플 250mm 판재를 폭 95mm로 켜서 수압대패로 측면의 각과 면을 반듯하게 다듬고

자동대패를 하면 목재의 폭이 반듯하고  일정하게 잡힌다. 

 

일정하게 대패로 다듬은 목재를 재단기로 폭과 같은 길이로 자르는 작업

 

 

정사각형 자르기를 마친 나무들

 

 

축경사용 테이블 소우에 지그를 만들고 톱날을 45도로 눕힌 다음에 1차 45도 재단을 하고있다.

 

 

45도로 잘려진 부분에 지그를 다시 보강해서 2차 재단을 하는 기계주변

 

 

미세한 차이가 모여서 큰 틈을 만드는데 이틈을 만드는 원인을 못 찾고 있다.

 

 

미세한 흔들림이 있었을 것 같은 작업을 다시 반복해보지만 개선되지 않는다.

 

 

처음 시작하는 마음으로 재단용 지그도 새로 만들고 또 칫수도 조금 줄여서 다시 모서리 4곳을 재단한다.

 

 

문제의 원인을 모를 때가 가장 난감하다

 

 

지그 때문에 편차가 생기던 제작방법을 달리해서 지그를 쓰지 않고

가이드의 테이블과의 각도 90도와 톱날각 45도만 확인하는 제작방법으로 전환했다.

 

 

흔들리지 않게 가이드에 밀착시켜서 살짝 깎아내는데 작업이 위험하다

 

 

왼쪽에 틈이 보이는 사각뿔 모음과

오른쪽에 여러 번의 실험 끝에 만든 틈이 보이지 않는 사각뿔 모음

 

 

이렇게 힘들게 45도 사각뿔을 만드는 이유는 실린더 볼을 만들었을 때 x,y,z축을 쉽게 알 수 있고

제작할 때도 정육면체 내부 선을 보면서 균형을 유지할 수 있기 때문에 제작이 쉽다.

또 제작 중에 사각뿔 6개로 변신 마름모12면체를 만들 생각에 4조분을 붙이지 않았다.

 

사각뿔을 재단하면서 나온 자투리들인데 생각지 못한 모양들이 만들어진다.

 

 

잘려진 자투리들 중에 무작위로 주워서 사각뿔을 덮어본다.

(사각뿔과 자투리 사이에 두께 3mm 원형톱날이 자르고 지나간 공간 참고)

 

사각뿔 1차 자르기

 

 

사각뿔 2차 자르기

 

 

사각뿔 3차 자르기

 

 

사각뿔 4차 자르기

 

 

사각뿔 2,3차 자르기에서 나온 자투리로 만들어본 형태들

 

 

의외로 재미있는 형태들이 만들어진다.

 

 

정육면체로 만들기 작업 중

 

 

사각뿔 3개 붙임

x,y,z축을 나타내는 나무결이 보이도록 작업했다 

 

 

사각뿔 4개 붙임

 

 

사각뿔 6개로 정육면체를 만들어서 목공본드로 붙이고 테잎으로 단단히 고정했다.

 

 

다음날 테잎 제거 작업 중

 

 

선반에 물려서 깎여질 부분과 물릴 위치를 확인하려고 중심 선과 원을 그렸다.

 

 

선반에 물릴 때 찍힌 자리가 2차 가공할 때 깎여질 곳을 감안한 선반 지그

지그 만들기는 보면 쉽지만 처음 생각하는 건 난이도 높은 퍼즐 풀기다.

 

 

선반에 처음 물렸는데 모든 게 생각한대로 진행되길 바란다.

긴장하면서 머리 속으로는 진행과정을 살핀다.

 

시작이다. 엇결로 깎이는 부분이 심하게 들고 일어나지 않아야 하는데 어떨까를 걱정한다.

 

 

다행히 큰 무리없이 깎였는데 붙인 곳의 틈새가 보인다.  

 

 

그런 과정을 거치면서 5개가 1차 선반작업을 마쳤다.

 

 

2차 작업에 맞게 원통을 흠집없이 잡는 형태로 지그를 새로 수정했다

 

 

2차 작업진행 실린더를 지그에 고정시켰다.

 

 

혹시 선반용 날물을 궁금해 할 분이 있을까 해서 날물 사진을 올린다.

날을 파는 곳은 없고 직접 갈아서 만들었다

 

 

소재를 회전시켜 깎이는 부분의 차이가 나는 걸 보고 중심을 찾아가는데

많이 깎이는 곳을 조금씩 두들겨서 사각이 균일하게 깎이면 중심이 잡힌 것이다.

 

2차 선반 작업

 

 

2차 작업을 마쳤는데 지그가 제구실을 훌륭히 해낸다.

 

 

<아르키메데스의 실린더 볼1>이다.

작업대 위에 올려놓고 찍은 사진

 

 

3차 작업을 위해 다시 지그에 물린다.

2차 작업보다 중심잡기가 조금 더 어렵다.

 

 

2차 작업과 같은 방법으로 깎는다.

 

 

3차 선반작업을 마쳤다 <아르키메데스의 실린더 볼2> 살아있는 선이 흥미롭다.

 

 

선반작업을 마친 상태

엇결로 깎인 곳이 거칠게 밀고 올라왔을까 걱정했는데 깨끗하게 깎여서 다행이다.

 

 

1차 작업을 마친 실린더와 가공을 마친 <아르키메데스의 실린더 볼2>

 

 

표면이 거친 곳을 막대사포로 갈고

 

 

천연 왁스칠을 하고 있다.

 

 

왁스작업까지 마감한 상태

지름 87mm로 메이플 3개와 비치 2개로 모두 5개의 <아르키메데스의 실린더 볼2>을 만들었다

 

x,y,z축을 알기 쉽게 만들 생각으로 지금처럼 나무로 사각뿔을 만들어서

<아르키메데스의 실린더 볼2>을 만든다면 시간과 나무 손실이 너무 크다.

사진에서 보는 두꺼운 판재 한 장이 성인 주먹보다 조금 큰 크기의 실린더 볼2가 6개 밖에 안 나온다.

처음이니까 그냥 만들었고 다음엔 생각을 바꿔서 다른 방법을 찾아야 할 것 같다.

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