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#콘크리트 #자전거거치대 #도시설계 #지속가능한디자인 #프로토타입
NO. 3115
제목 : 콘크리트 자전거 거치대 시스템
2026-08-29 10:41

소개: 콘크리트 자전거 거치대 시스템


소개: 콘크리트 자전거 거치대 시스템


도시를 위한 설계란 창의적이고 영구적인 해결책으로 실제 문제를 해결하는 것을 의미합니다. 이 Instructable에서는 PAVELO를 소개합니다. PAVELO는 기존 도시 보도에 자연스럽게 통합되도록 설계된 콘크리트 자전거 거치대 시스템으로, 복잡한 기초 공사나 인프라 변경 없이 일반 보도 타일을 대체합니다.

이 아이디어의 혁신은 우아합니다. 거치대를 벽에 설치하거나 지하 앵커링을 필요로 하는 대신, PAVELO는 콘크리트 캐스팅을 사용해 보도와 같은 높이로 맞닿는 일체형의 내구성 높은 구조물을 만듭니다. 기능적이고 미적으로도 뛰어나며 수십 년 동안 사용할 수 있도록 제작되었습니다. 이 프로젝트는 산업 디자인 사고, 몰드 제작, 콘크리트 캐스팅 기법을 보여 주며, 이러한 기법은 다른 도시 가구 제작에도 적용할 수 있습니다.



STEP 1. 준비물


설계 및 프로토타이핑

  1. MDF 보드(두께 1/2", 설계에 따라 다름)
  2. 목재 절단 도구(톱, CNC 또는 밴드쏘)
  3. 자, 캘리퍼스, 줄자
  4. CAD 소프트웨어(AutoCAD, SolidWorks 또는 유사 프로그램)
  5. 제도 용품

몰드 제작

  1. 고충격 폴리스티렌 시트(HIPS, 두께 2mm)
  2. 열성형기 또는 진공 성형기
  3. 몰드 프레임 또는 지지 구조물
  4. 이형제(몰드 이형 스프레이 또는 왁스)

콘크리트 및 캐스팅

  1. 포틀랜드 시멘트(회색 또는 흰색, 약 6Kg, 설계에 따라 다름)
  2. 잔골재/모래(단위당 약 10-12 kg)
  3. 굵은 골재/자갈(단위당 약 8-10 kg)
  4. 물(단위당 약 2-3리터)
  5. 콘크리트 혼합 장비(믹서, 손수레 또는 레디믹스 배송)
  6. 콘크리트 작업 도구(흙손, 플로트, 마감 브러시)

철물 및 보강재

  1. 철근 또는 철망(선택 사항이지만 권장)
  2. 자전거 고정 장치를 위한 금속 인서트/앵커
  3. 스테인리스 스틸 체인 부착 지점(용접 또는 볼트 체결)
  4. 앵커 볼트 또는 콘크리트 앵커(지면 설치가 필요한 경우)

안전 및 마감

  1. 콘크리트 실러(실외용 폴리우레탄 또는 아크릴)
  2. 사포(마감용 120-220방)
  3. 보안경 및 방진 마스크(콘크리트 먼지용)
  4. 작업용 장갑
  5. 고가시성 안전복(설치 작업용)



STEP 2. 설계 단계 및 자전거 치수 측정


설계 단계 및 자전거 치수 측정


설계 단계 및 자전거 치수 측정


제약 조건 이해하기:

  1. 먼저 대상 자전거의 치수를 측정합니다:
  2. 평균 휠베이스(앞축과 뒤축 사이의 거리): 일반적으로 95-115cm
  3. 중앙부 타이어 폭: 3-5cm
  4. 바텀 브래킷 높이(프레임의 가장 낮은 지점): 25-35cm
  5. 전체 프레임 형상 및 장착 지점
  6. 기존 보도/포장 치수 측정:
  7. 일반적인 보도 타일 폭: 60-80cm
  8. 타일 깊이: 40-60cm
  9. 두께: 5-10cm
  10. 교체할 타일을 정확히 기록합니다
  11. 거치대 형상 설계:휠 지지대 폭: 대상 휠 직경에 맞도록 설정(일반적으로 26-29" 자전거)
  12. 휠 지지점 사이 간격: 최소 30-40cm
  13. 보도 가장자리에서의 깊이: 15-25cm(사용 편의성과 보도 공간의 균형 고려)
  14. 포장면 위 높이: 8-15cm
  15. 상세한 CAD 도면 작성



STEP 3. MDF로 프로토타입 제작


MDF로 프로토타입 제작


MDF로 프로토타입 제작


실물 크기의 MDF 프로토타입을 제작하는 것은 매우 중요합니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 콘크리트 제작 전에 설계를 검증할 수 있습니다.

  1. MDF 시트 준비:
  2. 설계 치수에 맞춰 MDF를 스트립으로 자릅니다
  3. 정밀한 작업을 위해 테이블쏘 또는 CNC 커터를 사용합니다
  4. 모든 가장자리를 매끄럽게 샌딩합니다(최소 120방)
  5. 프로토타입 조립:
  6. 기본 프레임 구조(휠 지지 영역)를 제작합니다
  7. 부품을 접착하고 나사로 고정하여 전체 형태를 만듭니다
  8. 프로파일이 CAD 설계와 정확히 일치하는지 확인합니다
  9. 프로토타입 테스트:
  10. 실제 자전거를 프로토타입에 대봅니다
  11. 지지 영역에 휠이 맞는지 확인합니다
  12. 안정성과 간격을 확인합니다
  13. 필요하면 치수를 조정합니다
  14. 성공적으로 맞는 영역의 치수를 상세히 측정합니다
  15. 프로토타입을 모든 각도에서 촬영합니다:
  16. 이는 이후 단계에서 참고 자료로 사용됩니다
  17. 성공적인 설계 비율을 기록합니다



STEP 4. 프로토타입에 폴리머 필러 적용


프로토타입에 폴리머 필러 적용


프로토타입에 폴리머 필러 적용


프로토타입에 폴리머 필러 적용


(MDF의 결이 드러나는 대신) 매끄러운 몰드 표면을 만들려면 프로토타입을 밀봉합니다:

  1. 표면 준비:
  2. MDF 프로토타입 전체를 80~120방 사포로 샌딩합니다
  3. 젖은 천으로 모든 먼지를 닦아냅니다
  4. 완전히 건조시킵니다
  5. 폴리머 필러/퍼티 도포:
  6. 2액형 에폭시 필러 또는 폴리우레탄 필러를 사용합니다
  7. 퍼티 나이프로 3~5mm 두께의 얇은 층을 도포합니다
  8. 틈새, 이음매 또는 목재 결을 메우는 데 중점을 둡니다
  9. 각 층을 제조업체 지침에 따라 경화시킵니다(일반적으로 4~24시간)
  10. 매끄럽게 샌딩:
  11. 경화 후 120~180방 사포로 샌딩합니다
  12. 유리처럼 매끄러운 표면을 목표로 합니다
  13. 이것이 몰드 마스터가 됩니다
  14. 이형제 도포:
  15. 전체 표면에 몰드 이형제를 스프레이하거나 붓으로 도포합니다
  16. 이는 열성형 중 플라스틱이 달라붙는 것을 방지합니다
  17. 자동차용 왁스 또는 상업용 몰드 이형제 스프레이를 사용합니다



STEP 5. 프로토타입에 환기용 천공 만들기


열성형 전에 성형 과정에서 진공 압력이 효과적으로 작용하도록 작은 공기 구멍을 만듭니다:

  1. 환기가 중요한 이유:
  2. 진공 열성형 중에는 플라스틱 시트 아래의 공기가 빠져나가야 합니다
  3. 적절한 환기가 없으면 공기 주머니가 플라스틱 아래에 갇혀 기포와 불완전한 몰드 형성이 발생합니다
  4. 작은 천공은 플라스틱이 프로토타입의 모든 세부 형상에 매끄럽게 밀착되도록 합니다
  5. 환기 구멍 뚫기:
  6. 작은 비트(직경 2~3mm)를 장착한 드릴 프레스를 사용합니다
  7. 프로토타입의 상부 표면 전체에 격자 패턴으로 구멍을 냅니다
  8. 구멍 간격은 약 30~40mm로 유지합니다(대략 1.5인치마다)
  9. 완벽한 접촉이 가장 중요한 핵심 세부 영역(예: 휠 지지 가장자리)에는 구멍을 직접 뚫지 않습니다
  10. 일반적인 개수: 프로토타입 크기에 따라 20~30개
  11. 적절한 공기 흐름 확보:
  12. 구멍은 MDF를 완전히 관통해야 합니다
  13. 공기가 막힘없이 자유롭게 흐를 수 있는지 확인합니다(먼지나 잔해로 막힌 곳이 없어야 함)
  14. 열성형 중 이 구멍을 통해 공기가 빠져나가 플라스틱과 프로토타입 표면 사이에 밀착이 형성됩니다
  15. 금속 인서트 위치는 별도로 계획합니다:
  16. 구멍을 표시할 때 금속 앵커 포인트를 배치할 위치도 함께 구상합니다(일반적으로 휠 지지 영역당 2~4개)
  17. 이 인서트는 몰드를 열성형한 후 배치합니다(6단계 참조)



STEP 6. 몰드 열성형


몰드 열성형


몰드 열성형


몰드 열성형


진공 열성형기를 사용하여 MDF 마스터로부터 네거티브 몰드를 만듭니다:

  1. 열성형기 준비:
  2. 고충격 폴리스티렌(HIPS) 시트를 연화점(~170~180°C)까지 가열합니다
  3. 이는 일반적으로 시트 두께(2mm HIPS)에 따라 3~5분이 걸립니다
  4. 마스터 프로토타입 배치:
  5. 가열된 플라스틱 시트 아래에 MDF 프로토타입을 고정합니다
  6. 중앙에 위치하고 안정적인지 확인합니다
  7. 진공을 적용합니다:
  8. 가열된 플라스틱을 프로토타입 위로 내립니다
  9. 진공을 작동하여 플라스틱이 단단히 내려앉도록 흡착합니다
  10. 플라스틱이 식어 굳을 때까지 1~2분간 유지합니다
  11. 플라스틱이 프로토타입의 모든 세부 형상에 맞춰집니다
  12. 금형을 제거합니다:
  13. 식은 후 열성형된 플라스틱 금형을 조심스럽게 제거합니다
  14. 이제 설계의 음형 금형이 완성되었습니다
  15. 다듬고 보강합니다:
  16. 가장자리의 남는 플라스틱을 다듬어 제거합니다
  17. 금형 밑면에 보강 리브 또는 지지 구조물을 추가합니다
  18. 이렇게 하면 콘크리트를 부을 때 금형이 휘는 것을 방지할 수 있습니다



STEP 7. 금속 인서트 앵커를 제작합니다


금속 인서트 앵커를 제작합니다


이 앵커 지점을 사용하면 체인이나 스트랩으로 자전거를 고정할 수 있습니다:

  1. 금속 인서트를 준비합니다:
  2. 스테인리스강 또는 아연도금강 앵커 지점을 사용합니다
  3. 일반적인 사양: 직경 1/2인치, 길이 10~15cm
  4. 부착용 하드웨어(D링, 아이볼트 또는 나사산 인서트)를 용접하거나 볼트로 체결합니다
  5. 열성형 금형에 인서트를 배치합니다:
  6. 4단계에서 표시한 기준점을 사용하여 플라스틱 금형에 금속 인서트를 배치합니다
  7. 임시 홀더 또는 접착 퍼티로 제자리에 고정합니다
  8. 정렬과 간격을 확인합니다
  9. 인서트는 콘크리트에 매립되도록 금형 표면보다 약간 돌출되어야 합니다
  10. 적절한 간격을 확보합니다:
  11. 금속 앵커는 자전거의 하중과 당기는 힘을 견딜 수 있도록 배치해야 합니다
  12. 가장자리에서 최소 50~80mm
  13. 응력 집중을 방지하기 위해 서로 최소 150mm 간격



STEP 8. 타설 구역을 준비하고 콘크리트를 배합합니다


타설 구역을 준비하고 콘크리트를 배합합니다


타설하기 전에 작업 공간을 준비합니다:

  1. 타설 작업대를 설치합니다:
  2. 열성형 금형을 수평이고 안정적인 표면에 놓습니다
  3. 블록이나 버팀대로 금형 밑면을 지지합니다
  4. 배수가 되도록 합니다(콘크리트는 양생 중 물을 배출합니다)
  5. 콘크리트 공구와 청소용품을 가까이에 준비합니다
  6. 콘크리트 배합을 준비합니다:
  7. 배합 비율: 시멘트 1부 : 고운 모래 2~3부 : 굵은 골재 3~4부
  8. 예시(자전거 1대용 단위당): 시멘트 5kg + 모래 10~12kg + 자갈 8~10kg + 물 약 2.5리터
  9. 단위당 총량: 콘크리트 약 23~27kg
  10. 콘크리트 믹서를 사용하여 균일해질 때까지 충분히 혼합합니다
  11. 작업 조건에 맞게 조정합니다:
  12. 더 조밀하고 강한 콘크리트를 만들려면 물을 줄이고 시멘트를 늘립니다
  13. 더 쉽게 타설하려면 물을 약간 늘립니다(단, 물-시멘트비 0.5를 초과하지 마십시오)
  14. 콘크리트 배합물의 일부를 사용해 시험 배치를 만들어 색상과 점도를 확인합니다
  15. 보강을 계획합니다:
  16. 철근이나 와이어 메시를 사용하는 경우 타설 전에 금형 내부에 미리 배치합니다
  17. 이렇게 하면 무거운 자전거 하중에 대한 구조적 강도가 높아집니다



STEP 9. 콘크리트를 타설하고 자전거 거치대를 주조합니다


  1. 금형을 준비합니다:
  2. 금형에 이형제를 바릅니다(스프레이 이형제 또는 비눗물 용액을 얇게 도포)
  3. 이렇게 하면 콘크리트가 플라스틱에 영구적으로 접착되는 것을 방지할 수 있습니다
  4. 콘크리트를 타설합니다:
  5. 금형의 한쪽 끝에서 콘크리트를 붓기 시작합니다
  6. 공기주머니가 갇히지 않도록 일정하게 붓습니다
  7. 모든 모서리와 틈새가 채워지도록 금형을 완전히 채웁니다
  8. 진동을 가해 공기를 제거합니다:
  9. 콘크리트 진동기를 사용하여 배합물을 다지고 갇힌 공기를 제거합니다
  10. 또는 고무 망치로 몰드 측면을 가볍게 두드립니다
  11. 이렇게 하면 강도와 표면 품질이 향상됩니다
  12. 여분 제거:
  13. 직선자(목재 보드)를 사용하여 상단 표면을 평평하게 합니다
  14. 몰드 가장자리와 같은 높이가 되도록 여분의 콘크리트를 제거합니다
  15. 초기 양생(처음 24시간):
  16. 수분을 유지하도록 비닐 시트나 젖은 삼베로 덮습니다
  17. 직사광선과 급격한 건조를 막습니다
  18. 건드리거나 진동을 가하지 마십시오



STEP 10. 탈형 및 초기 마감


탈형 및 초기 마감


24~48시간 후:

  1. 몰드에서 분리하기:
  2. 열성형 플라스틱 몰드를 조심스럽게 휘어 콘크리트에서 분리합니다
  3. 저항이 느껴지면 가장자리 주변에 물을 소량 분사하여 분리를 돕습니다
  4. 몰드를 부드럽게 벗겨냅니다
  5. 이 단계에서 콘크리트는 단단하지만 완전히 경화되지는 않은 상태여야 합니다
  6. 표면 청소:
  7. 콘크리트의 여분 돌기나 거친 부분을 제거합니다
  8. 콘크리트 흙손이나 미장 흙손을 사용하여 표면을 매끄럽게 합니다
  9. 더 깔끔하게 마감하려면 젖은 스펀지로 닦습니다
  10. 금속 인서트 확인:
  11. 모든 금속 앵커가 제대로 매립되어 있고 접근 가능한지 확인합니다
  12. 삽입 지점에 튄 콘크리트를 제거합니다
  13. 초기 양생 계속:
  14. 타설물을 양생 장소로 되돌립니다
  15. 7일 동안 하루 2~3회 물을 분무하여 습윤 상태를 유지합니다
  16. 콘크리트는 7일 후 약 70%의 강도에 도달하고, 28일 후 완전한 강도에 도달합니다



STEP 11. 콘크리트 표면 마감


콘크리트 표면 마감


7일간 양생한 후:

  1. 표면 연마(선택 사항):
  2. 120~180방 사포를 사용하여 남아 있는 거친 부분을 매끄럽게 합니다
  3. 이렇게 하면 골재가 드러나고 광택 있는 외관이 만들어집니다
  4. 미관이 더욱 향상됩니다
  5. 콘크리트 실러 도포:
  6. 실외용 폴리우레탄 또는 아크릴 실러를 사용합니다
  7. 이 실러는 콘크리트를 다음으로부터 보호합니다:
  8. 물 침투 및 동결-융해 손상
  9. 염분 및 제설제(겨울철 기후에서)
  10. 자전거 오일과 먼지로 인한 얼룩
  11. 도포 및 양생에 대해서는 실러 제조업체의 지침을 따릅니다
  12. 최종 검사:
  13. 균열이나 결함이 있는지 확인합니다
  14. 모든 앵커 지점이 정상적으로 기능하는지 확인합니다
  15. 마지막으로 자전거 배치와 여유 공간을 점검합니다



STEP 12. 설치(지면 고정이 필요한 경우)


설치(지면 고정이 필요한 경우)


설계를 지면에 고정해야 하는 경우:

  1. 설치 장소 준비:
  2. 기존 포장 타일을 조심스럽게 제거합니다
  3. 바닥을 평탄하게 합니다
  4. 필요한 경우 자전거 랙을 설치할 콘크리트 패드 기초를 만듭니다
  5. 배치:
  6. 완성된 콘크리트 자전거 랙을 준비된 위치에 놓습니다
  7. 수평을 맞추고 방향이 올바른지 확인합니다
  8. 주변 포장과의 정렬 상태를 확인합니다
  9. 고정 방법:
  10. 옵션 A: 단순 배치(충분히 무거운 경우, 약 150+ kg)
  11. 옵션 B: 미리 뚫은 구멍을 통해 콘크리트 바닥에 앵커 볼트 설치
  12. 옵션 C: 설치된 자전거 랙에 앵커 볼트를 에폭시로 직접 고정
  13. 안전 점검:
  14. 구조물은 넘어뜨리는 힘(자전거가 기대거나 사람이 미는 힘)을 견딜 수 있어야 합니다
  15. 총중량은 최소 400~500kg을 권장합니다



STEP 13. 유지 관리 및 장기 관리


유지 관리 및 장기 관리


콘크리트 자전거 거치대는 30년 이상 사용할 수 있도록 제작되었습니다:

  1. 정기 점검:
  2. 균열이나 박리(콘크리트 표면 열화)가 있는지 확인합니다
  3. 금속 앵커에 녹이나 헐거움이 없는지 점검합니다
  4. 바퀴 지지 영역의 이물질을 제거합니다
  5. 청소:
  6. 분기마다 고압 세척하여 먼지와 조류를 제거합니다
  7. 부식을 방지하기 위해 부착 지점을 닦습니다
  8. 실러 재도포:
  9. 3~5년마다 콘크리트 실러를 다시 도포합니다
  10. 이를 통해 내수성과 외관을 유지할 수 있습니다
  11. 안전 유지 관리:
  12. 금속 앵커가 단단히 고정되어 있는지 확인합니다
  13. 부식된 하드웨어는 스테인리스 스틸 제품으로 교체합니다
  14. 구조물의 움직임이나 침하 여부를 관찰합니다




STEP 14. 설계 변형 및 규모 조정


이 설계는 다음과 같이 조정할 수 있습니다:

다양한 자전거 유형:

  1. 전기 자전거(더 넓고 무거움): 지지대의 두께와 폭을 늘립니다
  2. 폭이 넓은 타이어를 사용하는 산악자전거: 바퀴 지지 영역을 넓힙니다
  3. 카고 바이크: 더 무거운 하중을 위해 보강재를 추가합니다

수량별 조정:

  1. 1대용 자전거 거치대: 설치 면적을 줄입니다
  2. 8~10대용 자전거 거치대: 길이를 늘리고 지지 구조는 유지합니다

재료 변형:

  1. 착색 콘크리트(도시 미관을 위해 시멘트 혼합물에 안료를 첨가)
  2. 노출 골재 마감(시각적 흥미를 더하기 위해)
  3. 무늬 각인(타설 중 표면에 질감을 눌러 넣음)

기후 고려 사항:

  1. 추운 기후: 동결과 융해에 견디도록 콘크리트 두께와 보강재를 늘립니다
  2. 습한 기후: 실링과 배수에 중점을 둡니다
  3. 염분이 높은 환경(해안 인근): 해양용 등급의 에폭시 실러를 사용합니다




STEP 15. 마무리하며


이 프로젝트는 초기 CAD 설계부터 콘크리트 타설과 마감에 이르기까지 모든 단계를 고민하게 했기 때문에 훌륭한 학술 프로젝트였습니다. 디지털 설계, 프로토타입 제작, 직접 제조를 결합한 작업은 메이커 프로젝트를 가치 있게 만드는 바로 그런 종류의 작업입니다.

직접 버전을 제작한다면 정말 유용한 콘크리트 구조물을 완성하게 될 것입니다. 그리고 모든 단계가 어떻게 만들어졌는지 정확히 알게 됩니다.




STEP 16. Instructables 키워드


콘크리트, 도시 설계, 자전거 거치대, 보도 시설물, 열성형, 시멘트 주조, CAD 설계, 산업 디자인, 공공 인프라, 지속 가능한 디자인, 금형 제작, 프로토타입, 콘크리트 마감, 실러, 앵커 설치, MDF 프로토타이핑, 학술 프로젝트, 메이커 교육


원문: https://www.instructables.com/Concrete-Bike-Rack-System/

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