‘콘크리트 레인(Concrete Rain)’은 콘크리트로 만들어진 구름이라는 단순한 모순을 바탕으로 제작된 재순환식 물 조각품입니다. 콘크리트 구름에서 떨어진 물은 아래의 물받이로 흘러들어가며, 그곳에 숨겨진 펌프가 물을 모아 다시 비가 내리는 부분으로 보내줌으로써 끊임없이 비가 내리는 듯한 순환 구조를 만들어냅니다.
이 아이디어는 클라우드 그 자체에서 시작되었습니다. 구름과 콘크리트는 완전히 정반대이며, 보통은 서로 아무런 관련이 없어야 한다. 저는 콘크리트로 구름을 조각하여 이러한 대조적인 요소들을 결합하고 싶었고, 나아가 그 구름에서 실제로 비가 내리게 함으로써 이 아이디어를 한 단계 더 발전시키고 싶었습니다.
이런 방식으로 콘크리트를 다루어 본 것은 이번이 처음이었고, 콘크리트 조각품을 만들어 본 것도 이번이 처음이었습니다. 제작 과정을 거치며 많은 것을 배웠기 때문에, 그 과정에서 몇 가지 실수도 있었고, 주조물이 깨지기도 했으며, 즉흥적으로 문제를 해결해야 하는 상황도 분명히 있었습니다.
이 프로젝트는 ‘석재, 콘크리트 및 시멘트 공모전’을 위해 제작한 것으로, 마감 기한이 꽤 촉박했기 때문에 작업 과정 자체가 일종의 실험과도 같았습니다. 이번 작업에서 잘 된 점과, 다시 만든다면 다르게 할 점들을 모두 정리해 보았습니다.
첨부된 STL 및 STEP 파일을 다운로드하여 3D 프린팅하세요.. 본체 1과 본체 2는 제가 사용한 펌프에 맞춰 특별히 제작되었습니다. 이 두 본체는 상단에 물 흡입을 위한 큰 개구부가 있고, 하단에는 유지보수가 가능한 덮개가 있는 단순한 상자 형태를 이루고 있어, 콘크리트 구조물을 해체하지 않고도 펌프를 제거하거나 교체할 수 있습니다. 이 펌프는 유량 조절 기능이 있는 Nubios MY-038 600L/h 모델입니다.
나머지 파일들은 상부 레인 헤드와 하부 저수조용 펌프 인클로저를 주조하기 위해 특별히 설계되었습니다. 금형은 주조 및 탈형 과정만 견디면 되므로 PLA를 사용해도 무방합니다.
인쇄가 끝나면 지지대나 브림을 제거하고 부품을 시험 조립해 보세요. 모든 결합면이 잘 맞는지, 그리고 잔여 필라멘트로 인해 작은 구멍이 막히지 않았는지 확인하세요.
상단 레인 헤드의 경우, 인쇄된 부품을 나사로 조립한 다음 이음매를 밀봉하십시오. 나사는 모든 부품을 고정하는 데 유용하지만, 나사만으로는 챔버를 방수 처리하거나 내부 수압을 견디기에는 부족합니다. 조립하기 전에 이음매를 따라 핫멜트 접착제, 실리콘 또는 기타 방수 밀봉제를 도포하십시오.
저는 마감 기한이 매우 촉박해서 테이프로 밀봉했는데, 테스트용으로는 의외로 효과가 좋았습니다. 하지만 영구적으로 설치할 경우에는 테이프를 추천하지 않습니다. 물에 반복적으로 노출되면 결국 접착력이 약해지기 때문입니다. 조각품을 오래 보존하고 싶다면 적절한 방수 실란트를 사용하는 것이 더 좋은 방법입니다.
두 개의 별도 강철 구조물을 절단하고 용접하십시오. 하나는 상부 레인 헤드용이고, 다른 하나는 하부 수조용입니다. 두 구조물 모두 5/16인치(약 8mm) 강철 철근을 사용하십시오.
당분간 두 구조물을 분리해 두십시오. 그러면 상부와 하부 콘크리트 부재를 동시에 타설하면서 각각의 강철 구조물을 모르타르에 직접 매립할 수 있습니다.
타설하기 전에 강철 구조물을 각각의 거푸집 안에 배치하고, 나중에 서로 연결할 끝부분은 노출된 상태로 두십시오.
두 부재를 모두 타설하고 탈형한 후 충분히 강도가 확보될 때까지 기다리십시오. 그런 다음 노출된 강철 부분을 정렬하고 상부 구조물과 하부 구조물을 용접하여 결합하십시오. 이렇게 하면 모르타르 자체에 의존하지 않고 강철 프레임이 매달린 레인 헤드의 하중을 지탱하게 됩니다.
프레임의 정확한 치수는 거푸집의 크기에 따라 달라집니다. 중요한 점은 상부 구조물이 수조의 중앙에 오도록 하고, 타설 후 나중에 두 부분을 용접하여 결합할 수 있을 만큼 충분한 강철이 노출된 상태로 남도록 하는 것입니다. 타설하기 전에 모든 것을 가조립하여 조각물의 높이와 정렬 상태를 확인하십시오.
몰드가 얼마나 잘 출력되었는지에 따라 이 문제를 해결할 수 있는 두 가지 방법이 있습니다.
1: 플라스틱 분리층 사용
모르타르를 채우기 전에, 3D 프린팅으로 제작된 내부 부품들을 얇은 비닐봉지로 덮어주세요. 비닐봉지를 부품의 모양에 밀착시켜 큰 주름과 공기 주머니를 최대한 제거하세요.
이 플라스틱은 모르타르와 인쇄된 부품 사이의 분리층 역할을 합니다. 특히 펌프 외장부 주변에서는 이 부분이 모르타르와 영구적으로 접착되지 않고 접근이 가능해야 하므로, 이 기능이 매우 유용합니다.
하지만 이 방법은 일시적인 해결책으로만 추천하고 싶습니다. 제 경우엔 잘 됐지만, 비닐봉지의 주름이 콘크리트에 그대로 옮겨졌고, 완성된 주물 표면에 플라스틱 조각 몇 개가 달라붙었습니다. 만약 다시 만들게 된다면, 제대로 밀봉된 주형과 적절한 이형 방법을 사용할 것입니다.
비닐이 찢어질 정도로 너무 팽팽하게 당기지 마세요. 남는 부분은 중요한 표면에 영향을 주지 않는 쪽으로 접거나 주름을 잡으세요.
2: 인쇄된 금형을 그대로 사용하는 방법
금형이 깔끔하게 성형되었고, 각 부분이 서로 꼭 맞으며, 모르타르가 새어 나갈 틈이 없다면, 플라스틱 층을 생략하고 적절한 이형 방법을 사용하여 금형에 직접 타설할 수 있습니다.
모든 준비가 끝나면, 프린팅된 부품과 해당 강철 구조물을 금형 내부에 배치하십시오. 콘크리트를 타설하기 전에 펌프 인클로저, 물 유입구, 배관 경로 및 노출된 강철 부위에 접근할 수 있는지 다시 한 번 확인하십시오.
모르타르를 혼합하기 전에 두 개의 거푸집을 모두 준비하고, 각각의 강철 구조물을 거푸집 안에 배치하십시오. 강철 구조물이 주조물의 대략 중앙에 위치하도록 하고, 거푸집의 외벽에 닿지 않도록 주의하십시오. 나중에 용접할 끝부분은 노출된 상태로 남겨두십시오.
이 프로젝트에서는 미리 혼합된 시멘트계 평탄화 및 보수용 모르타르를 사용했기 때문에 별도의 모래를 추가할 필요가 없었습니다. 유사한 제품을 사용할 경우, 제조업체에서 권장하는 물 혼합 비율을 따르십시오.
건조 모르타르를 혼합 용기에 넣고, 섞으면서 물을 조금씩 부어주세요. 한 번에 물을 너무 많이 넣지 마세요. 혼합물은 틀 안과 철근 주위에 잘 채워질 만큼 유동성이 있어야 하지만, 지나치게 묽어서는 안 됩니다. 마치 땅콩버터처럼 말이죠.
두 몰드 모두에 혼합물을 서서히 채워 넣으세요. 몇 센티미터마다 몰드를 가볍게 두드리고 흔들어 혼합물이 강철 주위에 고르게 자리 잡도록 하고, 갇힌 공기를 빼내세요. 특히 공기 주머니가 생기기 쉬운 모서리나 좁은 부분에는 각별히 주의하세요.
두 몰드 모두 완전히 채우고, 노출된 표면을 평평하게 다듬으십시오. 채우는 동안 강철 구조물이 어긋나지 않았는지 마지막으로 한 번 더 확인하십시오.
두 조각 모두 틀에 그대로 둔 채로 탈형을 고려하기 전에는 적어도 24시간은 기다려야 합니다, 또는 자재 제조업체에서 권장하는 경우 그보다 더 오래 두십시오. 이 시점에서는 모르타르가 아직 완전히 경화되기는커녕 한참 멀었습니다.
마감 기한에 쫓기지 않는다면, 탈형하기 전에 작품에 충분한 시간을 더 두는 것을 강력히 권장합니다. 이번 프로젝트 도중 제가 이전에 만든 주조품 중 하나가 깨졌는데, 표면이 단단하게 느껴지는 주조품이라도 의외로 깨지기 쉬울 수 있다는 사실을 금방 깨달았습니다.
모르타르가 충분한 강도를 얻으면, 조심스럽게 거푸집을 제거하기 시작하십시오.
바닥 받침대의 경우, 바깥쪽 플라스틱 그릇은 일회용으로 간주했습니다. 콘크리트를 억지로 빼내려다 주조물이 또 깨질 위험을 감수하기보다는, 드레멜을 사용해 그릇을 조심스럽게 잘라낸 뒤 조각조각 떼어냈습니다.
한 지점에서 모든 것을 한꺼번에 떼어내려고 하기보다는, 원주 방향을 따라 서서히 작업하십시오. 콘크리트가 아직 굳은 지 얼마 되지 않아 부서지거나 금이 갈 수 있으므로, 얇은 콘크리트 가장자리를 직접 뜯어내려고 하지 마십시오.
상단 레인 헤드의 경우, 몰드 부품을 고정하고 있는 고무줄을 제거한 다음 각 부품을 콘크리트에서 조심스럽게 분리하십시오.
비닐봉지를 분리층으로 사용했다면, 손으로 비닐을 가능한 한 많이 벗겨내세요. 제 경우에는 일부가 주름이나 표면의 요철에 끼어 있었는데, 나중에 이를 정리했습니다.
이 단계는 서두르지 말고 천천히 진행하세요. 이 프로젝트를 진행하던 중 이전에 만들어 둔 주조품을 하나 깨뜨렸는데, 하루 종일 기다린 콘크리트 부품을 잃어버리는 것보다 값싼 금형을 희생하는 편이 훨씬 낫습니다.
주조 과정에서 비닐봉지를 사용했다면, 탈형 후 표면에 작은 조각들이 끼어 있을 수 있습니다.
껍질을 벗기거나, 다듬거나, 긁어내거나, 조심스럽게 사포질하여 기계적인 방법으로 가능한 한 많이 제거하십시오.
마감 기한이 매우 촉박했기 때문에, 주조품에서 잘 떨어지지 않는 일부 잔여물을 제거하기 위해 열을 신중하게 사용하기도 했습니다. 하지만 플라스틱 종류에 따라 불쾌하거나 잠재적으로 유해한 연기가 발생할 수 있으므로, 저는 일반적인 제거 방법으로 플라스틱을 태우는 것은 권장하지 않습니다.
금형을 더 깨끗하게 관리하고 적절한 이형 방법을 사용하면 이러한 문제의 대부분을 완전히 해결할 수 있을 것입니다.
두 콘크리트 부재를 모두 탈형하고 충분한 강도가 생길 때까지 기다린 후, 상부 구조물을 물받이 또는 수조 위에 배치하고 노출된 철제 프레임을 정렬합니다.
용접하기 전에 레인 헤드가 물받이 또는 수조의 중앙에 오도록 배치되었는지 확인합니다. 먼저 몇 군데 가용접을 하고, 한 걸음 물러나 정렬 상태를 확인한 다음, 위치가 만족스러울 때에만 용접을 완료하는 것이 좋습니다.
주변 콘크리트에 불필요한 열이 가해지지 않도록 상부와 하부 철제 구조물을 짧게 끊어 용접합니다.
펌프, 실리콘 튜브, 전기 배선 및 모든 3D 프린팅 부품을 용접 열과 불꽃으로부터 보호합니다. 또한 용접 전류의 경로가 전기 부품이 아니라 철제 구조물을 통과하도록 해야 합니다.
모든 작업을 마무리하기 전에 전체 급수 시스템을 점검하십시오.
펌프가 완전히 잠길 만큼 물을 대야에 채운 다음, 펌프를 잠시 켜 보세요. 물이 상단의 레인 헤드에 닿아 모든 구멍을 통해 흘러나오기 시작하는지 확인하세요.
빗물이 어디에 떨어지는지 잘 살펴보세요. 이상적으로는 빗줄기 전체가 물받이 밖으로 튀지 않고 다시 물받이 안으로 떨어져야 합니다.
제 펌프에는 유량 조절 기능이 있어서, 이 테스트를 통해 조각상 밖으로 물이 과도하게 흘러나가지 않으면서도 눈에 띄는 빗줄기를 만들어 내는 설정을 찾았습니다.
다음 단계로 넘어가기 전에 호스, 펌프 케이스, 레인 헤드에도 누수가 없는지 확인하세요. 모든 것을 청소하고 작업을 마친 후에 고치는 것보다 지금 바로 고치는 편이 훨씬 수월합니다.
탈형 후, 세면대 가장자리 주변에 콘크리트가 많이 남아 있어, 제가 원했던 것보다 훨씬 두껍고 거칠게 되었습니다. 그래서 석재·콘크리트 연마 디스크를 장착한 앵글 그라인더를 사용하여 돌출된 부분을 서서히 제거하고 표면을 매끄럽게 다듬었습니다.
이 작업 시 콘크리트 먼지가 많이 발생하므로, 눈 보호구와 적절한 방진 마스크 또는 호흡 보호구를 착용하고, 실외나 환기가 잘 되는 곳에서 작업하십시오.
실리콘 튜브를 레인 헤드에 연결하고 실리콘 접착제 또는 방수 실란트 로 연결부를 단단히 고정하여 누수를 방지하십시오. 실란트를 도포하기 전에 튜브가 입구에 단단히 끼워졌는지 확인한 다음, 실란트가 완전히 경화될 때까지 기다린 후 시스템에 물을 흘려보내십시오.
제 경우에는 실리콘 접착제를 사용할 수 없었고 대회 마감 전 시간이 얼마 남지 않았기 때문에 최종 사진을 찍을 때 연결부를 테이프로 임시 고정했습니다. 이 방법을 영구적인 해결책으로 사용하는 것은 권장하지 않습니다.
가능한 경우 튜브를 강철 프레임을 따라 배치하여 주요 관람 영역에서 벗어나게 하십시오. 이렇게 하면 조각품이 더 깔끔해 보이고 튜브가 떨어지는 물을 방해하는 것도 막을 수 있습니다.
연마 작업이 끝나면 모든 표면을 닦아 남아 있는 콘크리트 먼지나 잔해를 제거하십시오. 세면대를 마지막으로 헹군 다음 깨끗한 물을 채우고 펌프를 켜십시오.
자, 이렇게 해서 《콘크리트 레인》이 완성되었습니다.
이 작품은 제가 만든 첫 번째 콘크리트 조각품이었고, 확실히 배움의 과정이었습니다. 주조 과정에서 작품 하나가 깨지기도 했고, 틀 다루는 데 애를 먹기도 했으며, 콘크리트 속에 플라스틱이 끼기도 했고, 제작 과정에서 여러 부분을 즉흥적으로 해결해야 했습니다.
하지만 결국, 처음 구상했던 아이디어가 효과를 발휘했습니다. 무거운 콘크리트 덩어리가 마치 끊임없이 쏟아지는 비의 장막을 만들어내는 듯했습니다.
만약 다시 만든다면, 금형 설계에 더 많은 시간을 할애하고, 더 나은 이형 방법을 사용하며, 주조물을 탈형하기 전에 훨씬 더 오랜 시간을 두겠습니다. 이러한 변경을 통해 완성된 표면이 훨씬 더 매끄러워지고 전체 공정도 더 수월해질 것입니다.
하지만 이렇게 콘크리트를 다루는 것이 처음이었다는 점을 감안하면, 어떻게든 콘크리트로 비를 내리게 만들 수 있어서 꽤 만족스럽습니다.
원문: https://www.instructables.com/Concrete-Rain-a-Concrete-Cloud-That-Rains/
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