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7. 판용 절단기의 사용 (Using the slab saw)
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규화목(petrified wood)의 굵고 가는 줄기부분과 마노(agate) 덩어리와 같은 아주 바람직한 보석재료들은 큰 덩어리상태로 산출된다. 그들은 작업할 수 있는 크기로 줄여야 하며 그 과정은 일반적으로 원형의 다이어먼드 충전 톱날을 지닌 판용 절단기 (slab saw)에서 행해진다. 판용 절단 기계들은 직경 12 에서 36인치 (30.48 에서 91.44 cm)의 톱날을 지닌 여러 가지의 크기가 나오고 있다. 원석용으로, 두께 3/16 에서 1/4인치 (4.76 에서 6.35 mm)의 판들이 재료로부터 절단되어 나온다.
책 받침대(book ends), 서진, 펜 받침대, 등등에 사용되는 덩어리들은 판용 절단기에서 크기에 맞게 절단된다. 톱날들은 다이어먼드가 충전된 테를 지닌 강철원판이다. 어떤 톱날들은 강 철 원판의 테에 톱니들을 만들고 그곳에 다이어먼드와 분말금속의 혼합물을 채워 용해하여 원판에 붙여서 만든다. 다른 톱날들은 테에 접착된 금속에 다이어먼드 단편들을 갖고 있거나 다이어먼드와 금속 혼합물로 된 연속된 테를 갖고 있다.
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판용 절단기의 이송대(carriage)
판으로 절단될 암석은 죔쇠(vise)에 의해서 고정된다. 대부분의 절단기에 있어서, 죔쇠는 돌이 회전하는 톱날에 접촉할 수 있도록 옮겨주는 이송대 위에 놓여 있다. 수평 또는 제재용 톱 형태의 이송대는 톱날과 평행하게 이동하도록 해 주는 길이나 봉 위를 움직인다. 고장이 없이 작동하려면, 그곳 위에 쌓이는 톱밥들을 자주 제거해 주어야 한다. 이송대 위에 있는 가로 이송장치(cross-feeding device)는 각 절단 후에, 죔쇠가 톱날에 더 가깝게 움직일 수 있도록 해서 여러 개의 판들이 절단되어 나올 수 있도록 한다.
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회전팔은 판 절단용으로 사용되었던 초기의 이송대들 중의 하나이다. 오늘날에도 특히 작은 작업대 형에서는 아직도 일반적이다. 팔은 연마 축과 평행한 축 위에서 회전한다. 이것은 원호를 그리면서 돌을 톱날로 옮겨준다. 이 이송대들도 역시 가로이송대를 갖고 있다.
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고가(overhead) 절단기에 있어서, 톱날은 돌을 향하여 내려가는 회전하는 축에 설치된다. 이송대에 있는 가로이송대는 일련의 절단을 위하여 죔쇠로 옆으로 움직이도록 해 준다. 이 형태의 기계를 종종 찹 소우(chop saw)이라 한다.
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죔쇠
수평 조스(jaws) 죔쇠들의 작동은 목공 작업용 죔쇠와 비슷하다. 금속 조들은 돌을 완충하고 붙잡기 위하여 목재와 접하고 있다. 비록 업체들마다 다른 조임장치들 갖고 있지만, 기본장치는 조를 돌로 보내고 래칫(ratchet)나 나사배치로 그들을 그 자리에 고정시키는 것이다.
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죔쇠의 고정형태에 있어서는, 상부 조는 돌을 수직으로 조이는 것이다. 조는 기형적인 형태의 돌들에 맞도록 한 쪽 또는 다른 쪽이 비스듬히 기울여질 수 있다. 그림의 죔쇠는 동시에 두 개의 큰 돌들을 붙들 수 있는 이중의 고정쇠들을 갖고 있다.
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이 죔쇠의 두 개의 상부 조들은 비스듬히 아래로 조인다. 이것은 모든 형상의 돌들을 잡기 위하여 3 개의 접촉점을 줄 수 있도록 설계된 것이다.
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판용 절단기 이송대
고가형 기기들을 제외한 절단기에 있어서, 이송대에는 톱날 쪽으로 이송해 주는 어떤 작용력이 있어야 한다. 동력이송이 판용 절단기에 가장 일반적으로 이용된다. 여기 나사진 봉은 이송대의 너트 안에서 회전한다. 절단기가 작동하면, 봉이 회전하여 이송대를 톱날 쪽으로 당긴다. 다음의 절단을 위해서 이송대를 시작점으로 되돌리기 위한 여러 가지의 풀림장치들이 채택되고 있다. 동력이송에는 일반적으로 여러 가지 크기의 풀리들이 설치되어 있어 벨트를 한 풀리에서 다른 풀리로 바꾸므로써 이송속도를 조절할 수 있다.
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중량이송 절단기에 있어서는, 끈이 이송대에 부착되어 풀리나 부싱(bushing)에 걸쳐 있다. 암석, 물 또는 모래가 들어있는 통과 같은 어떤 종류의 중량체가 끈의 반대편에 묶여있다. 중량체가 놓아지므로써 이송대를 톱날 쪽으로 당긴다. 중량을 변화시켜 돌의 크기와 경도에 따라 이송을 조절할 수 있다. 제조업체들은 사용하는 중량에 대한 특별한 지침을 알려준다.
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중량이송 절단기의 변형의 하나는 무게의 작용을 유압실린더로 방해하는 것이다. 실린더에 있는 밸브를 조절하므로써 당김 정도를 조절한다.
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실제로 절단을 시작하기 전에, 작업준비가 되어 있는지 기계를 점검한다. (1) 톱날은 축에 바짝 붙어 있어야 한다 - 그렇지 않으면, 찌그러질 수 있다. (2) 축과 베어링에 놀림이 없어야 한다. 축을 위/아래로 앞/뒤로 움직여 본다. 전동기에 전원을 넣고 베어링이 쾅쾅거리지 않은 지를 점검한다 (3) 이음고리들은 베어링에 바짝 그리고 균일하게 붙어 있어야 한다. 이음고리와 축 사이에 오물이 있는 지를 점검한다. 오물은 톱날이 정렬되지 않게 하여 톱날이 휘어지게 하는 원인을 일으킨다.
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이송대는 톱날과 정렬되어야 한다. 정렬상태를 점검하기 위하여, 죔쇠에 지시바늘을 고정한다. 지시바늘이 톱날의 끝 모서리에 닿도록 죔쇠를 위치시킨다. 톱날 위에 그 지점을 연필로 표시한다. 그리고 나서, 톱날을 돌려서 표시가 지시바늘의 반대지점에 위치하게 한다. 만약에 표시가 처음 위치할 때의 지시바늘로부터 거리와 같지 않으면, 이송대는 잘못 정렬된 것이다. 어떤 절단기들은 조절장치가 설치되어 있고 재정렬에 대한 지침서도 있다. 만약에 절단기에 설치되어 있지 않거나, 기계적으로 경사져 있지 않으면, 암석상점이나 제조업체에 문의한다.
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다이어먼드 톱날을 건조상태로 운전하면 망가질 것이다. 어떤 종류든지 윤활제를 사용해야 한다 (윤활제에 대해서는, 6. 소형절단기의 사용 (Using a trim saw) 를 본다). 대부분의 절단기에서, 그 안에 톱날이 돌아가는 통 속에 윤활제가 들어간다. 톱날의 테 위에 약 1/4인치 (6.35 mm)까지 통이 채워지도록 윤활제를 넣는다. 일부의 절단기들은 윤활제 펌프를 갖추고 있다; 제조업체들은 작동지침서를 제공한다.
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암석은 죔쇠로 견고하게 고정되어야 한다. 조 죔쇠들에서는, 쇠망치나 나무망치로 조 하부를 두들긴 후에 다시 조이므로써 더 견고하게 할 수 있다. 이것은 느슨한 하부를 밀어 주는 것이다. 조인 후에, 손으로 돌을 죔쇠 밖으로 당겨 본다. 움직이지 않으면, 절단할 준비가 됐다.
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수평 조 죔쇠들에서는, 기형적인 돌들을 단단히 잡는 것이 불가능한 경우가 가끔 있다. 목재 조각들을 죔쇠의 반대편에 놓으면 도움이 될 것이다. 조 개구의 최대지점까지 길이가 약 1 인치(25.4 mm)인 지점부터 돌을 절단한다. 1/4인치 (6.35 mm) 두께로 절단한다면, 어떤 돌을 다루게 될 방향을 얻게 될 것이다.
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돌이 견고하게 고정된 후에, 죔쇠를 옆으로 원하는 두께만큼 조절한다. 동력과 유압 이송절단기들에서는 돌이 톱날에서 1인치 (25.4 mm)정도 떨어질 때까지 이송대를 앞으로 이동한다. 톱날이 돌에 접촉할 때, 톱날이 휘어지거나 구부러지게 할 수 있는 예리한 돌출부가 돌에 없어야 한다. 덮개를 덮거나 튐 방지대를 대고 전동기의 운전을 시작한다. 동력 이송은 돌을 톱날 쪽으로 자동적으로 당긴다. 유압장치에서는 전동기의 운전을 시작하고 유압실린더를 조절하는 밸브를 연다.
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중량식 이송 절단기에서는 예리한 돌출부부터 절단을 시작하지 않도록 하는 것이 가장 중요하다. 만약에 돌출부가 있는 곳을 절단해야 하면, 절단하기 전에, 연마하여 없앤다. (주의 : 큰 돌을 연마할 때는 아주 조심스럽게 한다. 실리컨 카바이드 연마 휠이 그런 돌에 부딪치면, 돌의 중량 때문에 휠이 깨지고 날아가서 아주 큰 위험을 초래할 수 있다. 어떠한 종류의 휠을 사용하든지 큰 돌은 아주 부드럽게 다룬다.) 절단을 시작하기 위하여, 전동기의 전원을 넣고 손으로 이송대를 움직여 아주 작은 압력으로 암석을 톱날에 댄다. 홈이 나면, 중량체를 끈에 건다. 얼마의 무게를 사용할 것인지는 제조업체의 지침서를 따른다.
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이송대의 이동은 절단이 완료되기 바로 전에 멈추어야 한다. 이것은 중량체 이송 절단기에서는 특히 중요하다. 톱날이 절단하면서 관통할 때, 돌에 예리한 돌출부가 생기고, 무게로 인해서 빠르게 당겨지면서, 톱날이 휘어지게 할 수 있다. 많은 동력이송 절단기들은 조절가능한 정지스위치를 갖고 있다. 중량이송 절단기들은 체인을 이송대에 부착하고 길이를 변화시켜서 정지시킬 수 있다 (중량이송 절단기의 정지에 대해서는, 6. 소형절단기의 사용 (Using a trim saw)< 를 본다).
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고가 절단기에서도, 절단은 손으로 시작된다. 전동기의 전원을 넣고, 펌프가 작동하는 지를 확인하고, 톱날을 돌 위로 내린다. 홈이 생기면, 톱날을 내려서, 자동으로 절단되어 간다.
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이것은 절단 종료부분에서 톱날의 진행을 늦추고 최종적으로 멈추게 하는 장치이다. 각이 진 것을 절단하는 가장 편리한 방법은 기계공 천공 압력기로 돌을 고정하고 이를 판용 절단기의 죔쇠에 건다.
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아주 바람직한 보석재료는 죔쇠로 쥘 수 없는 얇은 조각으로 나온다. 절단시 생기는 나머지 부분도 역시 조각을 내기 위하여 더 이상 붙잡기 어렵다. 좋은 방법은 돌을 이폭시 접착제나 규산소다(sodium silicate, 물유리) 덩어리로 접착하는 것이다. 접착되면 (일반적으로 하루 밤), 덩어리를 죔쇠로 고정하고 돌을 절단한다. 끓는 물로 돌을 가열할 수도 있으며 덩어리에 돞핑 왁스로 접착할 수도 있다. 마지막 절단을 목재 조각에 붙여서 낭비가 없게 한다.
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얇고 잡기 어려운 돌들을 붙잡기 위하여, Nubbin Grabber와 Slab Grabber라는 상표로 판매되고 있는 고정장치들이 여러 있다. 그들은 일반적으로 돌의 모서리 주위에 적당하게 홈이 파인 두 개의 조들을 갖고 있다. 돌이 견고하게 쥐어지면, 고정쇠를 죔쇠에 건다. 더 정교한 것은 Bill의 Super Rock Clamp이다. 이 장치는 작고 큰 돌들에 맞게 조절할 수 있다. 죔쇠로부터 제거하거나 완벽하게 정렬시켜 놓을 수 있도록 설계되어 있다.
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원석상점 Slab-Saver는 얇고 작으며 기형적인 돌들을 붙잡을 수 있는 컵과 판으로 이루어진 여러 가지의 보조기구를 판매한다. 돌을 보조기구의 하나에 돞되며 그리고 나서 부착기구에 나사를 낸다. 이 조립체는 판 절단을 위하여 조에 고정된다.
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다이어먼드 톱날들은 옥(jade)같이 조밀한 재료들을 절단하면 때때로 무디어진다. 이것은 금속접착제가 다이어먼드들 사이에 끼이기 때문에 생긴다. 손질(dressing) 하여 톱날을 예리하게 해야 한다. 죔쇠에 부드러운 붉은 벽돌 또는 못 쓰는 220 grit의 연마 휠을 고정하고 그것을 몇 분간 절단한다. 벽돌 또는 연마 휠의 연마작용으로 끼인 것들을 제거하여 다이어먼드가 드러나게 된다.
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어떤 연마가공가들은 규화목(petrified tree) 줄기와 큰 옥(jade) 덩어리와 같은 아주 큰 재료를 절단하고자 한다. 이러한 형태의 절단을 위하여, 여러 가지 형태의 진흙 절단기가 있다. 이러한 기계들은 큰 강철 톱날과 산적의 실리컨 카바이드 grit를 사용하여 돌을 절단한다. 이것은 느리게 작동하지만 큰 것을 절단한다. 진흙 절단기는 완벽한 다이어먼드 톱날이 나오기 이전에 사용되었다.
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톱날을 최대한 효율적으로 활용하기
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시장에 나와 있는 톱날들에 대해서는, 제조업체들은 톱날의 크기에 따라 3,500 에서 6,500 sfpm (분당 표면피트) (1066.80 에서 1981.20 mpm, 분당 표면미터)의 절단속도를 권장할 것이다. 이를 rpm (분당 회전수)로 바꾸려면, 이 공식을 사용한다:
11,460/톱날의 직경(인치) = 톱날(축)의 rpm
제조업체로부터 나오는 대부분의 절단기들은 출하하기 전에 정확한 톱날속도에 맞추어져 있다. 절단기와 함께 오는 지침서에는 여러 가지의 크기와 경도의 돌들에 대한 이송대의 속도를 기술하고 있다. 그 지침을 잘 따른다. 허용속도보다 다소 느리게 이송대를 운전하는 것이 최상이다; 결코 그보다 빠르게 운전하지 말라.
튀어나온 돌출부가 있는 돌들을 죔쇠에 그대로 고정하여 돌출부가 연마 축 플랜지와 충돌하므로써 많은 톱날들이 손상을 받고 있다. 톱날 손상의 다른 원인들로는 예리한 돌출부들, 돌이 풀려지게 되는 적절하지 고정과 손상된 베어링이 있다. 만약에 톱날이 쿵쾅거리는 소리를 내면, 아마도 원형이 찌그러졌기 때문일 것이다. 정상적이지 않은 톱날은 계속 사용하지 말라; 제조업체에 보낸다. 손상된 톱날은 가끔 수리될 수도 있다. 언제나 제조업체의 지침서를 따른다.
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판용 절단기의 보수와 안전
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절단기를 깨끗하게 유지한다. 이동로, 이송대와 작동 부품들에 쌓인 침전물들을 제거한다. 베어링 또는 요구되는 부싱에 윤활한다. 그리스로 밀봉된 베어링은 절대 윤활하지 않는다. 암석 먼지와 냉각제의 침전물은 통(sump)에 모인다. 자주 퍼내거나 배수한다. 냉각제는 여러 겹의 치즈용 싸개나 종이봉투로 걸러서 다시 사용할 수 있다. 모든 전기장비를 접지한다. 벨트와 풀리에는 보호판을 댄다.
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유용한 요령들
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판(slab)이 통으로 떨어지는 것을 방지하기 위하여, 그들이 떨어지는 부분에 철망을 댄다. 작은 돌들과 자갈들은 소석고로 덩어리로 주형을 만들어서 판으로 절단할 수 있다. 돌들을 깨끗이 하고 기름이나 그리스가 묻지 않도록 한다. 소석고가 굳으면, 덩어리를 죔쇠에 고정하고 돌을 절단하듯이 절단한다. ( 6. 소형절단기의 사용 (Using a trim saw) 를 참조).
절단 후에, 돌에 묻는 냉각제를 세척해야 한다. 세제나 물로 세척한다. 냉각제를 흡수하는 다공성의 돌들을 판으로 절단했으면, 그것들을 Oil Dry에 놓는다. 이것은 기계상점이나 자동차용품 상점에서 구입할 수 있다.
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판용 절단기의 출처
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판용 절단기들은 암석상점들이나 우편판매업체들로부터 구입할 수 있다. 암석상점이 가깝지 않으면, 우편판매업체나 제조업체로부터 케털로그를 받는다. 보석과 광물출판물의 광고를 참조한다. 시장에는 거의 끝이 없을 정도로 많은 절단기들이 있다. 각 제조업체는 각자의 최고의 특징을 지니고 있다. 소형절단기와 판형 절단기의 혼합형인 기계들도 있다. 만약에 DIY를 선호하면, 판용 절단기 조립세트를 구입할 수 있다. 가능한 모든 절단기들을 점검하고 본인의 필요에 최대로 적합한 것이 어떤 것인지를 보는 것이 현명하다.
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7. 판용 절단기의 사용 (Using the slab saw)
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