스크랩 Table saw 톱날의 이해 - 1

[prinzipal]

현대 목공에서 가장 중심적인 역할을 하는 기계는 두말할 필요도 없이 table saw이다.

흔히 마루노꾸라고 불리는 옛날식 table saw와는 달리 현대적인 table saw로는 아주 많은 일을 할 수가 있다.

넓은 정반, 긴 레일, 톱날 각도의 조절, 안정적인 rip fence, dado blade의 활용, miter slot 및 miter gauge의 적극적인 활용등으로 아주 다양한 작업을 할 수 있게 되었다.

단순 절단외에도 cross cut, miter cut, bevel cut 뿐만 아니라, dado와 groove 및 rabbet을 만들 수도 있고, 멋진 raised panel도 만들 수가 있으며, 큰 cove, 비대칭 cove도 제작할 수가 있다.

심지어는 둥근 원반을 만들 수도 있으며, 간단한 목선반의 기능도 할 수가 있다.

물론 옛날식 기계나 원형톱을 뒤집어 고정하여 사용하는 여러 기계들에서도 여러가지 보조장비들을 제작, 동원하면 이 모든 것들이 가능하기는 하다.

하지만 겨우 가능하다는 것과 쉽고 안전하고 잘 된다는 것은 생산성이나 안전성등에서 엄청난 차이가 있는 것이다.

Table saw가 이런 기능들을 제대로 수행하기 위해서는 목적에 맞는 정확한 톱날을 사용하여야 한다.

예리한 톱날을 사용하여야 하는 것은 당연하지만 톱날의 종류도 목적에 맞는 것을 사용하는 것이 중요하다.

Table saw의 톱날을 제대로 사용하기 위해서는 먼저 톱날의 구조에 대한 이해가 있어야 할 것이다.

톱날의 구조, 여러가지 톱날들의 차이점과 장단점등을 정리하여 본다.

이 글에 나오는 사진과 그림들은 몇 권의 책과 잡지에서 따온 것들이지만 글은 번역이 아니라 전적으로 새로 적은 것임을 밝혀둠.

1. 기본적인 톱날의 구조

전체적으로 body 부분은 철판으로 되어 있고, 나무를 자르는 역할을 하는 이빨(teeth) 부위는 아래에 설명하는 강도가 훨씬 높은 tungsten carbide가 붙어져 있다.

Gullet은 각 이빨의 앞에 있는 깊이 파인 부분을 말하는데, 이는 절단된 나무 섬유들을 배출하는 데 중요한 역할을 한다.

톱날의 둘레에는 몇 개의 expansion slot이 깊게 파져있다.

이것은 말 그대로 확장, 즉 열에 의해 날이 확장될 수 있는 여유를 주기 위한 것으로 대단히 중요한 부분이다.

이것이 없는 경우를 가정해보자.

톱날은 나무를 자르는 과정에 나무와의 마찰에 의해 열이 날 수 밖에 없고, 온도가 올라가면 철은 팽창하게 된다.

팽창한 부분을 해결해 줄 수 있는 부분이 없으니 날의 끝부분은 약간 쭈굴하게 되고, 그러면 나무와의 마찰은 갑자기 훨씬 많아지므로 열은 더 올라가게 되고, 날은 더 팽창하게 된다.

아주 짧은 순간에 악순환이 반복되어 걷잡을 수 없이 날은 우굴쭈굴하게 된다.

또 마찰이 아주 심해진만큼 나무가 뒤로(작업자 쪽으로) 튕겨나가는 kick-back 현상이 발생할 가능성이 아주 높다.

이 현상이 그렇게 심하지 않았다면 날은 식으면서 원상 회복이 되지만, 우그러짐의 정도가 심하였다면 완전 원상회복이 되지 못하고 그 날은 못쓰게 된다.

이런 날을 보통 '바람들었다.'라고 표현한다.

이런 현상을 방지하기 위해서는 어느 정도의 온도 상승에 따른 팽창을 해결해 주는 부위가 있어야 하고 이런 역할을 해주는 것이 expansion slot인 것이다.

이것이 있다고 하더라도 심한 온도 상승을 해결해 줄 수는 없다.

따라서 작업시 나무가 제대로 진행이 되지 않으면 순간적으로 극심하게 온도가 올라가게 되므로 빨리 전원을 끄는 것이 대단히 중요하다.

Arbor hole은 모터와 연결된 축에 날을 꽂기 위한 구멍이다.

이것은 미국의 규격과 우리나라의 규격이 달라서 호환성에 약간 문제가 있는 부분이다.

우리나라에서는 대부분의 10인치 table saw 날은 arbor hole의 직경이 1인치인데, 미국 규격은 5/8인치이다.

현재 이런 table saw는 거의 전부 대만에서 만들어서 미국으로 수출되므로 arbor는 미국규격에 맞게 5/8인치인데, 우리나라로 수입되는 것은 미국용 모델에서 제일 안쪽부분에 약 3mm 정도의 두께로 직경이 1인치로 개조되어 있는 것이 대부분이다.

따라서 미국에서 직수입한 날을 그대로 사용하는 것은 날에 많은 무리가 가게된다.

날의 안쪽을 받쳐주는 부분의 직경은 1인치 밖에 되지 않는데, 날의 바깥쪽을 받치는 와셔는 그것보다 크므로 날이 약간 울게되고, 따라서 열 발생, 절단 품질등에서 많은 무리가 있을 수 밖에 없다.

미국에서 직수입한 날을 사용하려면 제일 안쪽의 1인치 직경부위를 내경이 1인치, 외경은 와셔보다 크며, 두께는 arbor의 1인치 부분보다 두꺼운 도너츠 모양을 합판 같은 것으로 간단하게 제작하여 이것을 먼저 꽂고 그 위에 5/8인치 arbor hole을 가진 날을 장착하면 된다.

그동안 이 문제에 대하여 여러차례 형제기계에 이야기한 결과, 이번에 구입한 Powermatic PM2000은 미국 수출형 그대로 도입하였고, 국내용 날을 사용하기 위해서는 내경 5/8인치, 외경 1인치인 가락지를 제공받아서 모든 문제가 해결이 된 셈이다.

톱날과 축의 연결을 보여준다.

Flange 와 washer 대신에 좀 더 큰 직경을 가진 stabilizer를 사용하기도 한다.

이것을 사용하면 날의 떨림을 현저히 줄여준다.

하지만 요즘 나오는 쓸만한 기계과 톱날에는 꼭 사용하지 않아도 별 문제가 없는 듯하다.

2. Tungsten Carbide가 붙은 톱날

아직 톱날 통채로 HSS(high speed steel)로 만든 날을 사용하는 경우가 있기는 하지만, 현재 사용되는 톱날들은 거의 대부분 끝부분에 원판과는 다른 금속이 붙어 있다.

이것이 직접 나무의 섬유를 자르는 역할을 하므로 대단히 중요한 부분이다.

이것은 tungsten carbide인데, 강도가 아주 높은 것이다.

원래 분말 상태인데, 강력한 접착제를 섞어서 덩어리로 만들고, 이것을 철로된 원판에 붙인 다음 그라인더로 갈아서 톱날 끝의 모양을 만드는 것이다.

텅스텐 카바이드라고 모두 품질이 같은 것은 아니어서, 분말 상태일 때 얼마나 고운 입자인가에 따라 나중의 톱날 성능에 차이가 많이 나고, 내구성에도 차이가 많이 난다.

즉, 카바이드의 분말이 고울 수록 성능과 내구성이 좋아진다.

물론 제작에 사용되는 접착제도 대단히 중요하겠고.

어떤 회사는 titanium 같은 것을 섞기도 한다.

현미경 사진이다.

오른 쪽의 것이 훨씬 분말이 작고, 균질인 것을 볼 수가 있다.

Titanium 도 들어있다고 한다.

흔히들 우리나라의 현장에서나 철물점에서는 이 부분을 '당가루'라고 부르는데, 이는 텅스텐의 첫자와 카바이드의 첫자를 따서 만든 기괴한 일본식 줄인 말 인 것 같다.

웬만하면 사용하지 않는 것이 좋을 것이다.

또 흔히들 '초경' 이라고 부르는데, 이것도 매우 단단하다는 형용사인 super hard (超硬)를 한자로 적은 일본책을 보고는 이것을 그대로 명사형으로 부르고 있는 것이어서, 아무래도 듣기에 좀 이상하다.

텅스텐 카바이드라는 말이 너무 길기 때문에 책에는 보통 카바이드(carbide)라고 줄여서 적고 있다.

(계속됨)

백년가구 카페지기

서수영

2006년 8월 4일 작성