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해변의 돌과 유리가 어우러진 모듈식 보로노이 콘크리트 삼발이 > 게시판

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NO. 3311
제목 : 해변의 돌과 유리가 어우러진 모듈식 보로노이 콘크리트 삼발이
2026-09-23 13:45

소개: 해변의 돌과 유리가 어우러진 모듈식 보로노이 콘크리트 삼발이


소개: 해변의 돌과 유리가 어우러진 모듈식 보로노이 콘크리트 삼발이


소개: 해변의 돌과 유리가 어우러진 모듈식 보로노이 콘크리트 삼발이


몇 주 전, 저는 어머니와 함께 근처 블러프스에 가서 바위 위에 앉아 바다를 바라보고 있었습니다. 막 찾아낸 니콘 D700 DSLR 카메라를 들고 사진 촬영을 하러 나간 참이었습니다. 하늘은 밝은 파란색이었고 날씨도 맑아 정말 그림 같은 날이었습니다. 우리는 공원 안의 옅은 수풀과 거대한 바위, 나무들로 둘러싸인 작은 툭 튀어나온 곳에 앉아 있었습니다. 우리 앞 몇 야드 지점에는 수천 년에 걸친 침식과 퇴적 과정을 통해 형성된 아름다운 자갈 해변이 펼쳐져 있었습니다. 제 발밑에는 회색 자갈 조각들—슬레이트, 돌, 화강암, 심지어 석영 조각들까지—이 흩어져 있었습니다. 한두 줌을 주워 손바닥에 쥔 채 만져보았습니다. 공예품으로 만들기에 딱 좋은 크기였죠… 그렇게 아이디어가 탄생했습니다.




STEP 1. 준비물


소모품

  1. Sakrete 모래 혼합물
  2. 식용유
  3. 녹색 슬레이트
  4. 회색 자갈
  5. 검은색 광택이 나는 자갈
  6. 해변의 돌들
  7. 기타 장식용 돌
  8. 흰색 장식용 모래
  9. 유리 공예 구슬
  10. 아크릴 공예용 물감 (저는 초록색과 흰색을 사용했습니다)
  11. 유리섬유 메쉬
  12. PLA 필라멘트
  13. 종이 타월/티슈
  14. 신문지/작업대 보호
  15. 면봉
  16. 비닐봉지
  17. 일회용 용기
  18. 종이 접시


도구

  1. 3D 프린터
  2. 컴퓨터
  3. 오토데스크 퓨전
  4. 파이썬
  5. 쿠라
  6. 디지털 주방 저울
  7. 해머
  8. 섞는 막대기
  9. 플라스틱 칼
  10. 금속 자
  11. 작은 계량 용기
  12. 가위
  13. 마사지 건
  14. 소형 드라이버/끌
  15. 낡은 칫솔
  16. 스톱워치/휴대폰
  17. 안전 안경
  18. 장갑
  19. 호흡기/방진 마스크




STEP 2. 아이디어


이전부터 콘크리트 프로젝트를 시작해 이 믿을 수 없을 만큼 다재다능한 재료를 사용하는 법을 배워야 할 때가 됐다고 생각하고 있었습니다. 또한 예쁜 모자이크와 스테인드글라스 작품의 모습도 정말 좋아했거든요. 그 돌들을 보자마자 모든 것이 딱 맞아떨어졌어요! 다양한 색상의 유리와 돌을 콘크리트로 단단한 바탕에 접착해 모자이크 컵받침/냄비받침을 만들기로 했죠!


며칠 뒤, 동네 1달러 상점에 가서 어떤 공예용 돌이 있는지 살펴봤는데, 돌, 모래, 자갈, 슬레이트와 그 중간에 해당하는 온갖 재료가 구비되어 있어 실망스럽지 않았습니다. 결국 녹색 슬레이트 한 상자, 광택이 나는 검은 조약돌, 투명한 유리 구슬(깨서 염색할 생각이었지만 결국 그 구슬들과 전쟁을 벌이게 되었는데, 그 이야기는 나중에 더 하겠습니다), 그리고 콘크리트에 넣을 흰 모래를 샀습니다(이 모래 때문에 나중에 곤욕을 치렀습니다…). 또한 블러프스 자갈 몇 줌을 회색 충전용 골재로 사용했습니다. 한편, 강가에서 강돌을 절대 가져가지 마세요. 강의 수위를 안정적으로 유지하는 데 필요한 돌이지, 공예용으로 가져가도 되는 무료 돌이 아닙니다. 대신 채석장에 가보세요!


집에 실리콘이 없었기 때문에 대신 3D 프린팅 몰드를 사용해 보기로 했습니다. 몰드는 Tinkercad보다 CAD 설계에 훨씬 강력한 무료 소프트웨어인 Autodesk Fusion에서 설계할 예정이었습니다. 냄비받침은 모듈식으로 만들어 측면끼리 자유롭게 연결할 수 있도록 육각형 모양으로 만들 예정이었습니다. 냄비받침 하나는 한 변이 6cm이고, 꼭짓점에서 꼭짓점까지의 너비가 12cm라서 컵이나 그릇 하나를 놓기에 편안한 크기입니다. 더 큰 냄비나 그릇이라면 3개 또는 4개를 조립해 쉽게 맞출 수 있습니다! 완성된 냄비받침 모음은 가운데 1개와 측면 6개가 배치된 전형적인 육각형 꽃 모양으로 배열됩니다.


좀 더 색다른 멋을 더하기 위해 몰드에 보로노이 패턴도 추가하기로 했습니다. 안타깝게도 그러려면 모델링이 훨씬 복잡해져 지루할 뿐 아니라 솔직히 제 실력으로는 너무 어려운 작업이었습니다. 특히 아름다운 시각적 패턴을 만들 수 있도록 패턴들이 매끄럽게 연결되기를 원했기 때문에 더 그랬습니다. 프로시저럴 생성 분야에서 쌓은 경험을 바탕으로, 대신 보로노이 패턴을 그려 주는 스크립트를 만들고 이를 각 타일에 붙인 다음, Fusion에서 스케치로 가져올 수 있는 별도의 .dxf 파일을 생성해 그 작업을 이어 갈 수 있습니다. 덕분에 원하는 패턴과 시드를 정확히 선택하는 단계부터 간단한 돌출 작업으로 단 몇 분 만에 7개의 몰드를 모두 효율적으로 만드는 단계까지, 완전히 맞춤 설정할 수 있고 빠르며 유연한 작업 흐름을 갖출 수 있습니다.


파이어글라스나 타일을 매립해 테라조 스타일의 마감을 만드는 다른 콘크리트 프로젝트들에서 영감을 받았습니다. 그 프로젝트들에서는 궤도 샌더로 표면을 갈아 콘크리트 아래에 있는 예쁜 표면을 드러냈습니다. 저는 집에 궤도 샌더가 없었기 때문에 이 효과를 흉내 내기 위해 다른 주조 방법인 뒤집어 붓기를 사용하기로 했습니다. 바닥에 보로노이 능선이 오도록 육각형 몰드를 프린트하고, 그 위에 콘크리트를 붓기 전에 돌을 조심스럽게 배열할 예정입니다. 경화가 끝나면 몰드를 분리해 뒤집고, 모든 돌의 표면이 보존된 채 콘크리트 층에 덮이지 않은 평평한 표면을 드러낼 수 있습니다.


참고: 중요한 사진이 정말 많으니 모든 사진 섹션을 펼쳐 보세요!




STEP 3. 보로노이 기하 구조 생성


보로노이 기하 구조 생성


보로노이 기하 구조 생성


보로노이 기하 구조 생성


보로노이 기하 구조 생성


보로노이 기하 구조 생성


다음과 같은 Python 라이브러리를 사용했습니다:

pip install math os numpy scipy shapely ezdxf matplotlib


스크립트는 아래에 첨부되어 있습니다!

간단히 말해, 이 스크립트는 데이터(사용자가 제공하는 변수)를 수집하고, 경계, 분할, 변의 길이, 육각형의 중심 등을 계산하는 여러 수학적 연산을 수행합니다. 그런 다음 데이터에 저장된 디지털 청사진을 만들고, 이를 조립된 육각형 7개를 보여 주는 합성 이미지인 flower_preview.png와 cast_preview.png(탈형 후 얻게 될 뒤집힌 버전)로 렌더링합니다. 무엇보다도 이 디지털 설계도를 개별 육각형으로 나눈 다음, 연속적인 보로노이 패턴이 있는 .dxf 스케치 파일로 체계적으로 변환합니다.

다음은 금형을 만들기 위해 사용한 변수입니다:

ACROSS_FLATS = 103.923048454 # hex width across the flats, mm
CELLS_PER_HEX = 4 # target Voronoi cells per tile
WALL_W = 6.0 # cell wall rib width at the base, mm
BORDER_W = 3.5 # perimeter border rib width, mm
MIN_SEED_DIST = 30.0 # minimum spacing between Voronoi seeds, mm
SEED = 2048 # random seed - change this for a different pattern

# tray geometry (used for the reference outlines only; extrude in Fusion)
TRAY_WALL = 3.0 # outer tray wall thickness, mm
RIB_H = 4.0 # rib height = recess depth in the finished tile, mm
TAPER_DEG = 5.0 # draft angle on the cell wall sides, degrees
SLAB_H = 15.0 # finished tile thickness, mm


시드를 변경하면 얻는 결과도 달라지므로, 여러 가지로 시도해 보면서 마음에 드는 디자인을 찾아보세요! 평상시와 뒤집었을 때 모두 시각적으로 매력적이고, 더 넓은 영역을 가진 패턴을 찾는 것이 좋습니다. 작은 영역은 제대로 주조하기가 번거로울 수 있으니… CELLS_PER_HEX 값을 낮추면 도움이 될 수 있습니다!


제가 Fusion에서 사용한 .dxf 파일을 아래에 첨부했으니, 제 특정 패턴을 그대로 재현하고 싶다면 사용해 보세요 :)




STEP 4. Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


Fusion에서 금형 모델링하기


이제 .dxf 파일을 확보했으니, 금형을 위한 평면 2D 도면을 갖게 된 셈입니다. 하지만 도면이나 계획만으로는 아무 소용이 없습니다! 실제로 이 금형을 3D로 제작하고, 가능한 한 빨리 출력해 봅시다.


작업 흐름:

  1. .DXF 파일을 불러온 후(삽입 > DXF 삽입), 먼저 작업할 타일을 선택하고, XY 평면을 선택한 다음, ‘레이어당 하나의 스케치’로 설정합니다.
  2. TILE_OUTLINE을 제외한 모든 스케치 레이어의 표시를 끄고, 육각형을 바깥쪽으로 2mm 오프셋하여(단축키 O) 두께 2mm의 벽을 만듭니다.
  3. 육각형과 방금 만든 프레임을 모두 선택한 다음, 위쪽으로 17mm 돌출(E)합니다. 두께 2mm의 받침대를 만들 것입니다.
  4. 육각형만 선택한 다음, 밑면을 유지하기 위해 2mm 오프셋을 적용한 상태에서 위쪽으로 15mm를 돌출 절단합니다.
  5. RIBS_BASE 스케치 레이어로 전환한 후, 보로노이 능선을 4mm 위로 돌출-결합합니다(오프셋 2mm 적용). 이렇게 하면 가장 깊은 능선이 나머지 콘크리트 내부로 4mm 들어간 형태가 됩니다. 또한, 더 나은 드래프트를 확보하고 탈형을 용이하게 하기 위해 테이퍼 각도를 -5도로 설정하십시오. 이 드래프트가 없으면 콘크리트가 금형에 달라붙어 탈형 과정이 어려워집니다.
  6. (보로노이 능선에 대해서는 이 원리를 이해했지만... 다른 곳에서는 이 원리를 충분히 잘 적용하지 못했습니다... 이 점은 나중에 중요해질 것입니다.)
  7. 나중에 ‘BORDER’ 스케치로 전환한 후, 지오메트리 문제를 방지하기 위해 테이퍼 없이 테두리를 4mm(오프셋 2mm)만큼 돌출-결합합니다.
  8. RIBS_TOP 스케치 레이어의 표시 상태를 켠 상태에서 완성된 금형을 확인하십시오. 스케치 선이 지오메트리와 정확히 일치해야 합니다. X축을 수평, Y축을 수직으로 한 상태에서 위에서 내려다보는 시점으로 확인하십시오!
  9. 원한다면, Fusion 플라스틱 외관 요소를 금형 위로 끌어다 놓아 외관을 더 멋지게 꾸밀 수 있습니다.
  10. 파일 > STL로 내보내기!

7개의 몰드 모두에 대해 이 과정을 반복합니다.




STEP 5. 금형 인쇄


금형 인쇄


금형 인쇄


금형 인쇄


금형 인쇄


금형 인쇄


일곱 개의 몰드를 모두 Ultimaker Cura에서 슬라이스했습니다. 완성된 전시용 작품이 아니라 주조용 몰드이기 때문에, 비교적 빠른 출력 설정을 사용했습니다:

출력 설정

  1. 레이어 높이: 0.3 mm
  2. 벽 두께: 0.8 mm
  3. 벽 라인 수: 2
  4. 상단/하단 두께: 1.1 mm
  5. 상단 레이어 수: 3
  6. 하단 레이어 수: 2
  7. 채움률: 20%
  8. 채움 패턴: 삼각형
  9. 출력 온도: 210°C
  10. 빌드 플레이트 온도: 60°C
  11. 출력 속도: 100 mm/s
  12. 외벽 속도: 50 mm/s
  13. 내벽 속도: 50 mm/s
  14. 이동 속도: 150 mm/s
  15. 서포트: 꺼짐

몰드 벽면이 아주 매끄러울 필요는 없기 때문에 0.3 mm의 레이어 높이를 사용하면 출력 시간을 많이 절약할 수 있습니다. 주조할 때 레이어 선이 콘크리트 표면에 나타나기는 하지만, 저는 오히려 그 모습이 마음에 들었습니다. 그저 "지루하고 평평한 회색 콘크리트 면"인 대신 콘크리트에 생동감을 조금 더해 주었기 때문입니다. 또한 상단과 하단 레이어도 조금 줄였습니다. 크고 넓은 것을 출력할 때는 이러한 추가 레이어가 시간을 가장 많이 잡아먹는 경향이 있기 때문입니다. 상단과 하단에 상당한 구조적 지지나 완충이 필요하지 않은 몰드라면, 이렇게 해도 전혀 문제없습니다.

몰드 하나를 출력하는 데 대략 2시간 30분이 걸렸고, 필라멘트는 약 35 g을 사용했습니다. 다만 정확한 보로노이 패턴과 슬라이서 설정에 따라 달라집니다. 총 8개의 몰드를 출력했으며(하나를 망쳤습니다. 아아, 자세한 내용은 뒤에서 다루겠습니다), 필라멘트는 약 290g을 사용했습니다.




STEP 6. 집계값 정렬


집계값 정렬


집계값 정렬


제가 사거나 모은 골재를 모두 모아 작은 용기에 나누어 담았습니다. 솔직히 말해, 제 생각에 이 인스트럭터블 전체의 교훈은 작은 용기를 가능한 한 많이 보관해 두라는 것입니다. 결국에는 반드시 쓸모를 찾게 되니까요. 이번 프로젝트에서는 크래커 포장 용기, 크림 롤 뚜껑, 요구르트 용기, 종이 접시 등 정말 많은 작은 용기를 사용했습니다.


  1. 검은 광택 자갈- 매끄럽고 어두운 광택 자갈은 밝은 콘크리트와 강한 대비를 이룹니다. 작거나 중간 정도의 크기라서 큰 조각들 사이를 보기 좋게 메우는 충전재로도 유용합니다.
  2. 회색 자갈- 주로 실용적인 충전재로 사용했습니다. 작고 불규칙한 조각들은 큰 돌이 도저히 들어가지 않는 좁은 틈과 까다로운 모서리에 밀어 넣기에 좋습니다. 또한 더 거칠고 자연스러운 질감을 더해 줍니다. 덕분에 작품 전체에서 자연스럽고 바위 같은 느낌을 살릴 수 있었습니다.
  3. 그린 슬레이트- 이 프로젝트에서 제가 가장 좋아하는 재료 중 하나입니다! 슬레이트는 얇고 평평하며 매끄럽고, 선명한 녹색과 아름답게 각진 모서리를 지니고 있습니다. 특히 평평한 조각들은 보로노이 셀의 더 넓은 구역을 타일처럼 채우면서 넓은 색 영역을 추가하는 데 특히 좋습니다.
  4. 기타 암석/슬레이트- 제가 포인트 장식으로 모은 기묘하고 독특한 조각들입니다. 크기가 더 크고 색상, 평평함, 층, 형태 등 독특한 특징을 지닌 것들이었습니다.
  5. 흰색 장식용 “모래”- 사실 거짓말을 했습니다!! 이건 일반적인 모래가 아니라, 순전히 장식용으로 양초 바닥에 사용하는 것입니다. 원래는 흰색 페인트가 없어도 깔끔하게 마감할 수 있도록 이 모래를 틀 바닥 전체에 펼치고, 젖은 콘크리트가 돌의 보이는 면에 닿지 않게 할 계획이었습니다(안타깝게도 집에 페인트가 다 떨어졌거든요). 그런데 이 방법은 첫 번째 시제품에서… 다소 재앙적인 결과를 일으켰습니다… 그 이야기는 나중에 더 하겠습니다.
  6. 공예용 유리 구슬 — 이것들은 시각적 하이라이트의 중심이 될 예정이었습니다. 제 계획은 투명한 구슬을 수정 같은 덩어리로 깨뜨리고, 아름다운 녹색으로 착색한 뒤, 최대한 화려하게 보이도록 넓은 영역을 이 조각들로 포장하는 것이었습니다. 햇빛을 받으면 유리가 반짝이며, 상대적으로 빛을 덜 받는 돌과 슬레이트를 배경으로 정말 예쁜 대비를 만들어 낼 터였습니다. 단 한 가지 사소한 문제가 있었습니다. 제가 심하게 이 구슬들을 깨는 일이 얼마나 어려운지 과소평가했다는 것입니다. 빌어먹을 유리 구슬들.....





STEP 7. 유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


유리에 맞선 대 전쟁


내 목표는 꽤 간단해 보였습니다. 구슬을 틀을 채울 수 있을 만큼 작고 만족스러운 조각들로 부수는 것이었죠. 유리 가루도, 아주 작은 파편도, 거대한 덩어리도 아닌, 그저 알쏭달쏭한 결정체 조각들만 말이죠. 하지만 알고 보니, 유리는 나만의 계획과는 다른 생각을 가지고 있었습니다.

안전이 최우선입니다. 저는 구슬을 비닐봉지 두 개에 넣고 두꺼운 천으로 감싸, 유리 파편이 산산조각 나서 사방으로 흩어지는 것을 막기 위해 두툼한 고치 모양을 만들었습니다.

또한 작업용 장갑과 안전 안경을 착용하고 노출된 피부를 가렸습니다. 거실 바닥에서 유리 조각을 부수기 시작하지 마시고, 대신 발코니나 뒷마당으로 나가서 작업 구역에 다른 사람이 접근하지 못하게 하세요. 유리 파편은 순식간에 주변을 엉망으로 만들 수 있으니, 한 공간에 국한시켜 두는 것이 가장 좋습니다.

그래서 난 미친 듯이 두드렸어!

그리고 마구 두들겨 팼다.

그리고 더 세게 두드렸다.

그리고… 아무 일도 일어나지 않았다.

밖에서는 땀을 뻘뻘 흘리고 있었고, 천에는 구멍이 뚫리기 시작했고, 그 아래에 깔아둔 비닐봉지도 확실히 찢어지고 있었다. 그 모든 고생을 한 끝에 내가 성공적으로 깨뜨린 건… 유리 구슬 두 개뿐이었다. 그중 하나는 거의 쓸모없을 정도로 아주 작은 부스러기로 산산조각이 나 버렸다.

상황은 이렇게 흘러가고 있었는데 매우 음!!

이쯤 되니 정말 화가 치밀어 올랐고, 이 멍청한 유리 구슬 뭉치를 박살 내버리겠다고 결심했다. 나는 ChatGPT에게 “도대체 이 구슬들을 어떻게 부숴야 하는 거야???”라고, 점점 더 절박해진 목소리로 여러 번 물었다.

부수 퀘스트를 하나 수행했다. 유리병을 찾아보려고 필사적으로 아래층 쓰레기 보관실로 내려갔다. 그 병이 깨기 더 쉬웠으면 좋겠다고 간절히 바라며. 결국 요리용 와인 빈 병 하나를 들고 돌아왔다. 분명 이건 더 쉬울 텐데....

아니요. 그조차도 제가 예상했던 대로 풀리지 않았습니다. 제가 가볍게 두드려도 별 효과가 없었고, 결국 점점 더 위험해지는 방식으로 망치를 휘두르기보다는 잠시 멈춰서 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 곰곰이 생각하게 되었습니다.

친구에게 전화를 걸어 조언을 구한 후, 몇 가지 문제가 갑자기 눈에 띄게 되었다.

두꺼운 천과 여러 개의 비닐봉지가 충격을 상당 부분 흡수해 주었다. 나는 사실상 모든 충격을 받아줄 푹신한 담요를 만들어 낸 셈이었다.. 부드러운 나무 바닥도 도움이 되지 않았다. 유리 구슬의 둥근 모양 탓에 두드릴 때 구슬들이 미끄러지거나 서로 떨어져 나가기도 했다. 구슬들은 사실상 내 망치를 피하고 있었던 셈이었고, 간신히 구슬을 맞혔을 때조차 구슬의 곡면 때문에 충격이 분산되어 거의 효과가 없었다.

뮤즈의 조언을 더 듣고 나서야 겨우 병을 깨뜨릴 수 있었지만, 그제야 병 유리가 정말 최악이라는 걸 깨달았다.

더러웠고, 색상도 맞지 않았으며(짙은 갈색이었죠), 무엇보다도 파편들이 휘어져 있었습니다. 제게 필요한 건 몰드 바닥에 딱 맞게 놓일 수 있는 평평하고 불규칙한 덩어리들이지, 휘어진 초라한 갈색 병 조각들이 아니었습니다.

그 모든 일이 있은 뒤, 결국 나는 다시 돌아가서 유리 구슬을 박살 내버리고 말았지...

성공했어요!!!

움직이는 구슬 더미를 한꺼번에 부수려고 애쓰기보다는, (초기에 만들었던 거대한 안전 담요와는 달리) 패딩을 덜 넣은 상태로 구슬 하나하나를 다듬어 나갔습니다. 이 과정은 느리고 고된 작업이었지만, 마침내 제가 원하던 불규칙한 모양의 조각들을 만들어내기 시작했습니다.

그래도 그 과정은 정말로 지긋지긋한 일이었습니다. 몸을 구부리고 있어서 허리가 아팠고, 땀도 흘렀으며, 유리 구슬 하나하나에 세심한 주의를 기울여야 했지만, 서서히 쓸 만한 유리 더미가 쌓여가기 시작했습니다.

결국, 염색할 준비가 된 투명한 유리 조각들이 쟁반에 꽤 많이 모였습니다.

승리!!!


안전 관련 참고 사항:

유리를 깨면 눈에 띄는 날카로운 파편뿐만 아니라 아주 작은 파편과 미세한 유리 입자도 발생할 수 있습니다!

반드시 눈 보호구와 장갑을 착용하고, 먼지를 흡입하지 않도록 주의하십시오. 망치를 미친 사람처럼 마구 휘두르지 마십시오. 심각한 부상을 입거나 유리 파편이 몸에 박힐 수 있습니다. 깨는 과정과 정리하는 동안 파편이 흩어지지 않도록 잘 관리하고, 몰드에 미세한 유리 조각이나 가루를 사용하지 마십시오.




STEP 8. 유리 염색하기


유리 염색하기


유리 염색하기


유리 염색하기


유리 염색하기


유리 염색하기


이게 바로 재미있는 부분이에요!

식용 색소를 사용해 유리를 ‘일반적인’ 방식으로 착색하고 구울 때 필요한 매니큐어나 모드 포지(Mod Podge)는 없었지만, 아크릴 물감은 조금 있었습니다. 눈치채셨을지 모르겠지만, 저는 저렴한 가정용 대체 재료를 아주 좋아합니다. 이건 그냥 1달러 상점에서 산 평범한 공예용 물감이에요. 알칼리성이 강한 콘크리트 속에서 장기적으로 얼마나 잘 버틸지는 모르겠지만, 당분간은 잘 작동하네요!

물감을 담을 작은 용기를 준비하세요. 저는 몇 년 전부터 갖고 있던 크림 스틱 등의 뚜껑을 사용했어요. 물감을 조금 덜어 넣고 살짝 희석한 다음, 원하는 색을 넣으세요. 저는 가장 좋아하는 색이고 슬레이트와도 잘 어울리는 초록색을 넣었습니다! 기억하세요. 물감과 물은 아주 조금만 필요합니다. 농도는 기본적으로 물과 같아야 하지만, 유리 조각에 묻혔을 때는 불투명하게 보여야 해요. 붓으로 유리에 가볍게 톡톡 찍어 바르세요. 저는 유리를 받치기 위해 종이 접시를 사용했는데, 물감이 접시에 스며들기 때문에 유리가 실제보다 더 알록달록해 보입니다.

유리에 녹색 물감을 바른 뒤, 다른 색조를 얻기 위해 혼합물에 파란색을 조금 더 넣고 여러 곳을 다시 가볍게 톡톡 찍어 발랐습니다. 색이 자연스럽게 다양해지도록 일부 덩어리는 대부분 손대지 않은 채 남겨두세요! 여러 겹을 바르면 색이 더 깊어질 수 있지만, 물감 층이 불투명해질 정도로 많이 칠하지는 마세요. 서로 다른 색과 색조를 함께 사용해 천연 크리스털과 비슷한 더욱 흥미로운 모습을 만들어 볼 수도 있습니다.

최소 30분 동안 말린 다음, 접시에서 조심스럽게 긁어내세요. 종이 섬유에 달라붙을 수 있습니다. 맨손으로 만지지 마세요. 치즈 강판처럼 접시에 손가락이 베이고 찢길 수 있습니다.

햇빛 아래에서 정말 아름답게 보여요! 순전히 장식용으로 사용할 때는 공예용 유리 골재나 파이어 글라스를 대신할 수 있는 훌륭하고 저렴한 대안이라고 생각합니다. 사실 별 차이도 없어요!




STEP 9. 금형 준비


금형 준비


금형 준비


금형 준비


금형 준비


금형 준비


금형 준비


금형 준비


기름을 듬뿍 바르자, 자기야!

금형 이형 처리를 위해 집에 플라스틱에 사용할 만한 특별한 제품은 없었지만, 식용유(식물성/카놀라유)를 사용해도 그 못지않게, 어쩌면 더 효과적이라는 말을 들었습니다. 면봉 끝에 기름을 조금 묻혀서 금형의 측면, 가장자리 윗부분, 보로노이 능선, 그리고 그 능선의 측면까지 천천히 닦아냈습니다. 단면은 그대로 두었습니다.

다음 사항을 유의해 주시기 바랍니다. 기름이 뚝뚝 떨어지거나 덩어리져 있는 건 원치 않으실 겁니다! 틀에 기름을 눈에 띄게 젖어 보일 정도로만 발라 주세요. 틀에 기름이 너무 많이 묻어 있으면 콘크리트 타설 시 문제가 발생할 수 있습니다.

다음 단계는 미적 측면에서 볼 때 가장 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. 골재를 배치하는 기술은 사실 생각보다 훨씬 복잡하거든요! 저는 각 구역마다 서로 다른 종류의 골재를 사용해 보았고, 육각형으로 연결된 구역에는 같은 종류의 골재를 사용해 정말 하나로 이어진 듯한 느낌을 주려고 노력했습니다. 유리 조각은 정말 예쁘기 때문에 저는 모든 육각형에 빠짐없이 넣곤 합니다! 그러나 모든 골재 조각은 가장 넓은 평평한 면이 거푸집 바닥에 닿도록 주의 깊게 배치해야 합니다. 이를 통해 육각형 부분이 콘크리트에 가려지지 않고 깔끔하게 드러나, 가장 멋진 면모가 드러나게 됩니다.

제가 만든 최종 디자인입니다. 정말 마음에 들고, 이번 프로젝트 전체를 통틀어 가장 그림 같은 작품이라고 해도 과언이 아닐 정도예요!




STEP 10. 전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


전체 주조 공정


캐스팅을 하려면 다음이 필요합니다:

  1. 약 1L 용량의 큰 일회용 용기(저는 요거트 용기를 사용했습니다)
  2. 혼합용 막대/긁어내는 도구(저는 페인트붓 손잡이를 사용했습니다)
  3. 스크리딩 도구(저는 플라스틱 나이프와 금속 자를 사용했습니다)
  4. 작업 공간을 덮을 신문지나 다른 덮개.
  5. 물 한 그릇
  6. 소형 저울(저는 집에서 요리와 베이킹을 할 때 사용하는 디지털 저울을 사용했습니다)
  7. 콘크리트를 닦아낼 종이 타월, 티슈 또는 화장지 한 롤
  8. 그리고 기름을 바르고, 장식물을 배열하고, 마무리한 몰드를 손이 닿는 곳에 두세요

반드시 개인 보호 장비(PPE)를 착용하세요. 비닐장갑, 안전 고글, 호흡보호구/승인된 여과 마스크를 착용하고 환기가 잘 되는 환경에서 작업하세요. 장갑이 닳거나 구멍이 생기면 교체하세요. 시멘트는 매우 강한 알칼리성이며 부식성이 있습니다. 장갑이 조금만 찢어져도 젖은 시멘트가 장갑 안으로 들어가 그곳에 갇히면서 심각한 화학적 화상을 일으킬 수 있습니다.

계산해 보니 Fusion에서 바디를 병합했을 때 각 몰드 내부의 기본 부피는 약127.6 cm^3 였습니다. 골재가 이 부피의 일부를 차지하므로 필요한 콘크리트의 정확한 양은 돌과 유리를 얼마나 빽빽하게 배열하느냐에 따라 달라집니다.

콘크리트 혼합

저는 헥스 하나를 만들 때마다 먼저 마른 시멘트 가루의 무게를 재고, 장갑을 낀 손으로 용기에 퍼 담습니다. 빈 용기를 올려놓은 상태에서 저울의 측정값을 재설정한 뒤 물 40 ml를 계량합니다. 제가 도움이 된다고 느낀 방법은 물을 섞기 시작하는 즉시 스톱워치를 시작하는 것입니다. 혼합물은 천천히 섞습니다. 먼저 20 ml를 넣고 섞은 다음 10 ml를 더 넣어 총 2-3분 동안 섞습니다. 마지막 10ml는 크리미한 땅콩버터 정도의 농도가 될 때까지 2 ml씩 조금씩 넣습니다. 혼합물은 눈에 띄게 매끄럽고 형태를 유지해야 하며, 흘러내리거나 퍼지지 않아야 합니다. 40 ml를 반드시 전부 사용해야 한다거나, 꼭 40ml만 사용해야 한다고 생각하지 마세요. 정확한 양을 맞추는 것보다 최종 농도가 더 중요합니다.

층 채우기

틈이 넓은 돌 사이에 시멘트를 작은 덩어리씩 조심스럽게 톡톡 찍어 넣으세요. 저는 구역별로 작업하면서 눈에 보이는 모든 작은 틈과 구석에 시멘트를 밀어 넣는 방식을 선호합니다. 이 작업에 너무 오래 걸리지 않도록 하세요. 10분 안에 바닥층 채우기를 마치는 것을 목표로 하세요. 육각형의 모서리에 특히 주의를 기울이세요. 다른 부분보다 눈에 띄게 더 건조하고 부스러져 보이면 시멘트를 제거하고 기존 배합물을 잘 섞은 뒤 그 부분에 새 시멘트를 바르세요. 몰드 바닥을 약 20초 동안 가볍게 두드린 다음, 혼합 막대로 각 측면을 5초씩 두드리세요. 이 첫 번째 층은 장식용 골재를 붙잡아 두어야 하므로 특히 중요합니다.

혼합물을 계속 층층이 쌓으세요. 저는 보통 시멘트를 3개 층으로 나눕니다. 바닥층과 다져 넣는 층, 몰드 용량의 ½ 또는 ⅔에 가까워질 때까지 평평한 표면을 만드는 두 번째 층, 그리고 몰드를 가장자리까지 완전히 채우는 마지막 층입니다. 각 층마다 두드리는 과정을 반복하세요. 유리섬유를 사용하는 경우에는 두 번째 층 뒤에 삽입하세요. 노출된 골재 위에 직접 놓지 마세요.

스크리딩 및 진동

마지막 층을 완성한 후 금속 자나 플라스틱 나이프 또는 손에 있는 다른 도구로 육각형의 윗면을 스크리딩하세요. 매끄럽고 평평한 표면이 만들어질 때까지 오른쪽에서 왼쪽으로 직선으로 긁어내고 채우세요. 눈에 띄게 낮은 부분은 계속 채운 뒤 다시 스크리딩하면서 표면이 만족스러워질 때까지 반복하세요. 이 면은 완성된 삼발이의 바닥이 되므로 테이블 위에 균형 있게 놓이려면 평평해야 한다는 점을 기억하세요. 하지만 20분씩이나 작업하지는 마세요... 시멘트가 탈수되어 강도가 떨어질 수 있습니다.

그런 다음 마사지 건으로 몰드를 진동시켰습니다. 서로 마주 보는 측면에 각각 한 번씩 사용하고(몰드에 직접 닿지 않도록 주의하면서), 몰드 바닥에도 한 번 사용했습니다. 이 방법은 손으로 두드리는 것보다 훨씬 효과적이었고, 많은 기포가 표면으로 올라오는 것을 볼 수 있었습니다! 각 부위에 약 45초씩 사용했지만, 더 꼼꼼하게 하고 싶다면 더 오래 해도 됩니다.

마무리

몰드 가장자리나 바깥쪽에 묻은 콘크리트를 닦아내세요. 저는 종이 타월/티슈로 가장자리를 부드럽게 닦아 더 보기 좋게 만들었습니다. 굳은 콘크리트 덩어리가 실수로 삼발이와 몰드를 서로 붙게 하는 것을 막을 수 있고 훨씬 깔끔해 보이기도 하므로 이 과정은 중요합니다!




STEP 11. 경화


경화


경화


경화


각 헥스를 시공한 지 약 6시간 후, 시멘트가 굳으면 플라스틱 랩으로 덮어 내부 습기를 가두어 나중에 시멘트가 마르면서 부서지기 쉬워지는 것을 방지합니다. 시멘트는 굳어지게 하는 ‘수화’라는 화학 반응을 지속하기 위해 촉촉한 상태를 유지해야 합니다. 수분을 가두면 콘크리트가 더 잘 경화되어 최적의 강도를 얻을 수 있습니다. 즉, “더 빨리 굳게 하려고” 콘크리트를 건조시키려 해서는 안 됩니다. 수분이 너무 많이 빠져나가면 화학 반응이 제대로 진행되기 위한 물이 부족해져, 콘크리트의 강도가 약해지고 균열이 생기기 쉬워집니다.

모든 육각형이 첫 시도에서 완벽하게 나온 것은 아니었습니다. 총 두 개의 시제품 육각형과 최종 7개의 육각형을 만들었습니다.




STEP 12. 시제품 1 - 콘크리트 마라카


시제품 1 - 콘크리트 마라카


시제품 1 - 콘크리트 마라카


시제품 1 - 콘크리트 마라카


시제품 1 - 콘크리트 마라카


시제품 1 - 콘크리트 마라카


저의 첫 번째 시제품은… 정확히 말해 성공적이지 못했습니다.

건조 상태의 Sakrete 300그램과 물 40g을 사용해 젖은 모래와 비슷한 농도로 만들었습니다. 마지막에는 시멘트가 약 ⅓ 정도 남았습니다.

  1. 촘촘한 희생 모래층
  2. 돌을 다져 넣지 않음 (큰 실수!!)
  3. 유리섬유를 사용하지 않음.
  4. 탈형까지 48시간 동안 경화
  5. 시멘트를 채우는 도중에 두드리지 않음

몰드 표면 전체에 장식용 흰 모래를 촘촘한 층으로 깔아, 흰색 표면을 만들고 골재를 콘크리트로부터 보호하려고 했습니다. 남은 시멘트도 꽤 많이 있었습니다.

첫 번째 이상 징후는 그것을 집어 들었을 때 망할 마라카스처럼 소리가 났다는 것입니다. 탈형하자 모래가 사방으로 쏟아졌고, 돌 상당수가 모래와 함께 그대로 빠져나왔습니다.

문제는 두꺼운 모래층 때문에 콘크리트가 골재에 제대로 닿아 골재를 감싸지 못했다는 점이었습니다. 여기에 매우 건조한 배합과 다짐·진동 부족까지 겹쳐 돌을 붙잡아 주는 것이 거의 없었습니다!

교훈: 장식용 골재는 잘 다져진 콘크리트와 직접 접촉해야 합니다.




STEP 13. 프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


프로토타입 2 - 굳지 않은 콘크리트가 초래하는 결과...


두 번째 시제품이 더 나았습니다!

시멘트 층 사이사이에 흰 모래를 성기게 깔고, 타일 표면에 들어가는 모래의 양은 크게 줄였습니다. 또한 타일의 밑면(틀의 윗면)에도 흰 모래를 넣었습니다.

  1. 얇은 희생 모래층
  2. 돌을 다져 넣음
  3. 유리섬유는 사용하지 않음
  4. 탈형하기 18시간 전
  5. 틀을 손으로 두드림

이번에는 골재가 실제로 서로 붙어 보로노이 패턴이 나타났습니다! 하지만 모래는 여전히 쉽게 쓸려 나갔고, 일부 영역은 여전히 건조하고 부스러지기 쉬운 상태로 남았습니다.

이제 최종 작품 7개를 만들 시간이 얼마 남지 않아 긴장한 채 결과를 확인할 준비를 했고, 고작 18시간 후에 탈형했습니다. 제 치명적인 실수였죠...

콘크리트는 단단하게 느껴졌지만, 단단하다고 해서 강한 것은 아닙니다. 조심스럽게 탈형할 때는 작품이 무사했지만, 실수로 살짝 부딪히자 산산조각이 나고 말았습니다!! 아아아아악!! 그렇게 애써 놓고는 제가 실수로 깨뜨려 모든 노력을 허사로 만들었습니다.

프로토타입 2를 통해 두 가지를 배웠습니다. 뒤통수를 치는 모래는 버리고, 콘크리트에는 인내심을 가져야 한다는 것입니다!

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원문: https://www.instructables.com/Modular-Voronoi-Concrete-Trivets-With-Beachgre/

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STEP 14. 4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


4시간 동안의 고된 제작 과정!


7개의 제작용 육각형 조각에는 제가 배운 모든 것을 적용했습니다:

  1. 희생용 모래층은 사용하지 않음
  2. 각 구역에 돌을 빠짐없이 조심스럽게 채워 넣음
  3. 유리섬유 보강재를 사용함
  4. 크림처럼 부드럽고 충분히 수화된 콘크리트
  5. 유리섬유 보강재
  6. 탈형하기 전 48~52시간

유리섬유 추가하기

친구이자 뮤즈인 사람이 유리섬유 메쉬의 놀라운 강도에 대해 알려주었습니다. 프로토타입 2에서 발생한 끔찍한 일이 다시 일어날 경우를 대비해, 이 메쉬가 7개의 최종 조각을 더 단단히 붙잡아 주어 재앙을 막는 데 도움이 되기를 바랐습니다. 마침 집에 한 롤이 있어서, 금형 캐비티보다 약 5 mm 작게 육각형 조각 7개를 잘랐습니다.

두 번째 콘크리트 층을 타설한 뒤 유리섬유를 배치하고, 장식용 골재에 직접 닿지 않도록 했습니다. 이렇게 하면 유리섬유가 완성된 표면이나 모서리에 노출되지 않고 콘크리트 내부에 매립된 상태로 유지됩니다.

7개의 제작용 조각을 모두 주조하는 데 약 4시간이 걸렸습니다... 허리가 아파요 :(




STEP 15. ‘탈형이 이보다 더 나빠질 순 없겠지’라고 생각했을 바로 그 순간…


‘탈형이 이보다 더 나빠질 순 없겠지’라고 생각했을 바로 그 순간…


‘탈형이 이보다 더 나빠질 순 없겠지’라고 생각했을 바로 그 순간…


‘탈형이 이보다 더 나빠질 순 없겠지’라고 생각했을 바로 그 순간…


이 금형에는 Fusion에서 제가 충분히 간과했던 한 가지 중대한 설계상의 결함이 있었습니다. 바로 외벽에 드래프트가 전혀 적용되지 않아, 믿기 힘들 정도로 가파른 90도 각도로 솟아오른 상태였다는 점이었습니다.

보로노이 리브는 대략 5°의 테이퍼 각도를 가지고 있었지만, 외부 거푸집 형상은 콘크리트를 놀라울 정도로 단단히 고정해 주었습니다. 가장 중요한 부분의 테이퍼 처리를 깜빡하고 잊어버렸던 것이죠!

한쪽에서 세게 당기지 않고 여섯 모서리를 번갈아 가며 천천히 작업해 나갔습니다. 아주 미세한 틈이 생기긴 했지만, 진전은 말 그대로 밀리미터 단위로.

결국 더는 참을 수 없게 되어, 주물을 빼내기 위해 그냥 거푸집을 부숴버리고 말았습니다.

말도 안 될 정도로 많은 싸움을 벌인 끝에…

아무런 손상 없이 나왔습니다.

언제라도 부서질 것 같은 느낌 속에서 틀에서 그것을 떼어내는 게 얼마나 스트레스였는지 모를 거예요. 측면에 있던 여러 조각이 떨어져 나가서, 계획했던 것보다 훨씬 더 얇아져 버렸거든요.

그리고 무엇보다도, 그 응집체는 실제로 그 자리에 박힌 채로 남아 있었습니다.

만약 제가 이 금형을 재설계한다면, 모든 이형면에 적절한 이형각을 추가하는 것이 가장 우선적으로 변경할 사항이 될 것입니다.




STEP 16. 정리하기


정리하기


정리하기


칫솔과 물을 이용해 틀을 닦아내어 반짝이는 마무리를 만들었습니다. 또한 드라이버로 콘크리트에 묻혀버린 작은 조각들을 긁어내기도 했습니다. 물론 끌을 사용하는 게 가장 이상적이겠지만요! 이 과정은 정말~ 만족스러웠어요. 마치 화석을 발굴하는 고고학자가 된 기분이었죠! 돌들이 어디에 있는지 추측하는 건 마치 ‘지뢰 찾기’ 게임을 하는 것 같았어요.

또한 가장자리와 보로노이 능선을 따라 흰색 테두리를 그려 대비를 더욱 살렸습니다!




STEP 17. 최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


최종 결과 - 당분간은!


자, 여기 있습니다!

두 프로토타입과 비교했을 때, 양산 공정은 엄청난 발전을 이뤘다. 돌과 유리가 제자리에 고정된 채로 남아 있었고, 보로노이 패턴이 실제로 드러났으며, 밑면 주조 방식을 통해 궤도 샌더나 그라인더를 사용하지 않고도 장식용 골재를 그대로 드러낼 수 있었다.

이 글을 쓰는 시점에서, 나머지 생산 헥스들은 여전히 금형 안에서 경화 중입니다. 마감 기한 전에 끝내기 위해 ‘프로토타입 2’에서 저질렀던 실수를 반복하기보다는, 그냥 내버려 두기로 했습니다.

우리는 기다리겠습니다!




STEP 18. 다음 단계


돌아오면 다음과 같은 일을 할 계획입니다:

  1. 남아 있는 생산 육각형들을 탈형하고 세척하십시오
  2. 7개 조각으로 구성된 보로노이 꽃을 조립하고 사진을 찍으세요
  3. 부품을 평소처럼 사용하기 전에 충분히 경화시켜 주세요
  4. 컵, 그릇, 냄비를 활용해 다양한 배치를 시도해 보세요
  5. 이 인스트럭터블에 최종 영웅 사진을 추가하세요
  6. 탈형각을 대폭 개선하여 금형을 재설계하십시오.
  7. 파이썬 제너레이터를 개선하여 작거나 어색한 보로노이 영역을 제거한다
  8. 콘크리트 실러나 마감재를 사용해 보는 것도 고려해 볼 만합니다.
  9. 다음번에는 망치로 공예용 구슬을 두들기느라 오후 내내 고생하는 대신, 전용 유리 골재를 사용하세요.





STEP 19. 결론


이 프로젝트는 제가 해변에서 멋진 돌멩이 몇 개를 주워 온 것에서 시작되었는데, 어쩌다 보니 파이썬으로 생성한 보로노이 기하학, 퓨전 모델링, 3D 프린팅으로 제작한 7개의 주형, 깨뜨리고 염색한 유리, 두 번의 실패한 시제품, 유리섬유 메쉬, 그리고 콘크리트가 실제로 어떻게 작용하는지에 대한 수많은 배움으로 이어졌습니다.

프로토타입 1을 통해서는 성형 및 골재 접촉의 중요성을, 프로토타입 2를 통해서는 인내심을, 그리고 양산품을 통해서는 금형 형상과 이형각이 얼마나 중요한지 깨달았습니다.

현재로서는 완성도 높은 작품 하나와 경화 중인 작품 몇 점, 그리고 많은 교훈을 준 실패작 두 점이 있으며, 시작할 때보다 콘크리트에 대한 존경심이 훨씬 더 커졌습니다.

재미있네요!

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