홍라이프 계산기점토 수축률 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 표시선을 그은 시험편으로 점토가 건조와 소성 중에 얼마나 줄어드는지 재고, 가마에서 나왔을 때 원하는 크기가 되려면 처음에 얼마나 크게 만들어야 하는지 알려 줍니다. 뚜껑을 맞춰야 하는 그릇, 크기를 맞춘 머그 세트, 타일, 완성 크기가 정해진 주문 작품에 쓰입니다.
계산 방법
같은 두 표시선 사이를 성형 직후 Lp, 건조 후 Ld, 소성 후 Lf라고 하면
- 건조 수축률(%) = (Lp − Ld) ÷ Lp × 100
- 전체 수축률 St(%) = (Lp − Lf) ÷ Lp × 100
- 소성 수축률(%) = (Ld − Lf) ÷ Ld × 100 (건조 길이 기준)
- 성형 크기 = 완성 크기 ÷ (1 − St)
- 완전 건조 크기 = 완성 크기 × Ld ÷ Lf
- 부피 수축률 ≈ 1 − (1 − St)³
원리
점토는 두 번 줄어듭니다. 건조할 때는 입자 사이의 수막이 빠져나가며 입자가 서로 가까워지고, 소성할 때는 소결이 일어나 유리질이 기공을 메우면서 다시 줄어듭니다. 수축률을 처음 젖은 길이에 대한 비율로 나타내면 두 단계를 같은 기준에서 더할 수 있으며, ASTM 시험법도 이렇게 보고합니다. 완성 크기에서 거꾸로 계산할 때는 (1 + St)를 곱하지 말고 (1 − St)로 나눠야 합니다. 수축률은 더 큰 젖은 크기에 대한 비율이기 때문입니다. 모든 방향으로 똑같이 줄어든다고 보면 부피는 길이 비율의 세제곱으로 줄어듭니다.
예제 풀이
기본값: 시험편 성형 100mm, 건조 94mm, 소성 88mm, 원하는 완성 크기 20cm
- 건조 수축률 = (100 − 94) ÷ 100 = 6%
- 전체 수축률 = (100 − 88) ÷ 100 = 12%
- 소성 수축률 = (94 − 88) ÷ 94 = 6.4%
- 성형 크기 = 20 ÷ 0.88 = 22.73cm
- 완전 건조 크기 = 20 × 94 ÷ 88 = 21.36cm, 부피 수축률 = 1 − 0.88³ = 31.9%
결과 해석
성형 크기는 물레나 판 작업 때의 크기이고, 완전 건조 크기는 초벌 전에 확인할 때 씁니다. 부피 수축률이 큰 것을 보면 두꺼운 작품이 왜 갈라지는지 알 수 있습니다. 부피의 3분의 1이 고르지 않게 빠지기 때문입니다. 뚜껑을 맞추려면 같은 점토로 만들어 함께 굽는 것이 좋습니다.
흔한 실수
- 0.88로 나누지 않고 1.12를 곱해 완성품이 작아지는 경우
- 다른 온도에서 측정된 포장지의 수축률을 그대로 쓰는 경우
- 표시선이 아니라 시험편 끝에서 끝까지 재는 경우
- 초벌 온도에서 잰 값을 재벌 소성에 적용하는 경우
자주 묻는 질문
수축률 12%인 점토로 20cm 그릇을 만들려면?
0.88로 나눠 22.7cm로 만들면 됩니다. 1.12를 곱하면 22.4cm로 작아집니다.
시험편은 어떻게 만드나요?
판을 밀어 막대 모양으로 자르고, 젖은 상태에서 정확히 100mm 간격으로 표시선을 긋습니다. 완전 건조 후와 최종 소성 후 다시 잽니다.
부피 수축률은 왜 훨씬 큰가요?
세 방향으로 모두 줄어들기 때문에 길이 12%가 줄면 부피는 약 32%가 줄어듭니다.
출처: ASTM C326, Standard Test Method for Drying and Firing Shrinkages of Ceramic Whiteware Clays