작업대 가이드
목재용 나사와 예비 구멍
예비 구멍 크기, 목재 밀도와 결 방향에 따라 나사 유지력이 달라져요. Wood Handbook의 기준과 계산 예시를 확인하세요.
몸통, 나사산 골과 예비 구멍
목재용 나사에는 매끈한 몸통과 나사산 부분이 있어요. 나사산 골 안쪽의 심부를 root라고 하며, 그 지름이 골지름이에요. Wood Handbook에 따르면 대부분의 목재용 나사에서 골지름은 평균적으로 몸통 지름의 약 3분의 2예요. 인발저항 식은 예비 구멍 지름을 침엽수에서 골지름의 약 70%, 활엽수에서 약 90%로 가정해요.
표는 Wood Handbook 표 8-9의 몸통 지름을 사용해 일반적인 나사 호수에 이 비율을 적용해요. 실제 나사는 제조사와 나사산 형태마다 다르므로, 맞춤이 중요하면 사용할 나사의 골지름을 측정하세요. 드릴 모양 끝이 달린 셀프드릴링 나사는 미리 구멍을 뚫지 않아도 되도록 설계되어 있어요.
| 나사 호수 | 몸통 지름 | 골지름(근사값) | 침엽수 예비 구멍(70%) | 활엽수 예비 구멍(90%) |
|---|---|---|---|---|
| #4 | 2.8 mm | 1.9 mm | 1.3 mm | 1.7 mm |
| #6 | 3.5 mm | 2.3 mm | 1.6 mm | 2.1 mm |
| #8 | 4.2 mm | 2.8 mm | 1.9 mm | 2.5 mm |
| #10 | 4.8 mm | 3.2 mm | 2.3 mm | 2.9 mm |
밀도와 나사 유지력
측면결에서의 인발저항은 비중의 제곱에 비례해 커져요. Wood Handbook의 시험식은 p = 108.25 × G² × D × L이며, 단위는 N이에요. D는 몸통 지름, L은 목재에 박힌 나사산 길이로 둘 다 mm 단위예요. 밀도가 두 배가 되면 유지력은 대략 네 배가 되므로, 가벼운 파인에서는 자재의 나사산이 뭉개지는 나사도 오크에서는 단단히 고정돼요.
이 값은 단시간 시험의 극한하중이며 설계값이 아니에요. 밀도가 높은 활엽수에서는 나사 자체가 먼저 인장 파괴되므로 나사가 아주 길어도 유지력이 크게 늘지 않아요. 마구리면에 박은 나사는 평균적으로 측면결에 박은 나사의 하중 중 75%만 견디며 결과의 편차도 더 커요.
파티클보드
파티클보드에서 흔한 파손은 나사가 물린 자재의 나사산이 뭉개지는 현상이에요. Wood Handbook에서 #8 나사를 15.9 mm 박을 때 최대 토크는 3.16 + 0.0096 × 밀도이며 단위는 N·m예요. 밀도 600 kg/m³에서는 약 8.9 N·m, 800 kg/m³에서는 10.8 N·m예요. 예비 구멍 지름이 골지름의 50~90%일 때 인발저항에 유의한 차이가 없었어요.
인발저항과 나사산 뭉개짐을 함께 고려하면 적당히 조이는 것이 좋아요. 조임 토크를 최대값의 60%에서 90%로 올려도 인발하중은 약 3%만 증가했어요.
실무 참고 사항
핸드북에 따르면 나사에 비누를 바르면 밀도 높은 목재에 박기 쉬워지고 인발저항에는 영향이 거의 없어요. 예비 구멍은 갈라짐도 줄여 줘요. 못은 지름의 약 90% 크기로 예비 구멍을 뚫으면 인발저항이 조금 높아지고, 특히 밀도가 높은 수종에서 갈라짐을 예방하거나 줄일 수 있어요.
로블롤리 파인(G = 0.51)에 #8 나사(몸통 4.17 mm)의 나사산을 25 mm 박으면 108.25 × 0.51² × 4.17 × 25 ≈ 2,935 N이에요. 화이트 오크(G = 0.68)에서는 약 5,218 N으로 약 1.8배예요.