3D 프린터로 벽걸이 후크 만들기: 부러지지 않는 설계와 출력 방향

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벽에 구멍을 뚫기 어려운 전셋집이나, 욕실·현관·주방에 수건이나 열쇠를 걸 자리가 필요할 때 유용합니다. 시중 접착식 후크는 크기와 모양이 정해져 있지만, 직접 만들면 거는 물건의 두께와 벽의 여유 공간에 맞출 수 있습니다.

후크는 하중을 받는 부품이라 출력 방향과 꺾이는 부분의 모양이 강도를 좌우합니다. 이 두 가지를 이해하면 다른 하중 부품을 설계할 때도 그대로 응용할 수 있습니다.

완성 모습과 설계 원리

후크는 벽에 붙는 바닥판, 물건을 받치는 팔, 물건이 빠지지 않게 막는 끝 턱으로 이루어집니다. 물건 무게는 팔을 아래로 누르고, 그 힘은 바닥판과 팔이 만나는 뿌리에 집중됩니다. 뿌리 안쪽이 날카로운 직각이면 그 모서리에서 금이 시작되기 쉬우므로, 반지름 5mm 이상으로 둥글게 채워 힘을 분산합니다.

1단계: 벽과 걸 물건 확인하기

• 벽 재질: 타일, 유리, 매끈한 도장면, 금속은 잘 붙습니다. 벽지, 거친 콘크리트, 가루가 묻어나는 페인트면은 쉽게 떨어지므로 피합니다.
• 걸 물건: 수건은 거는 폭 25~30mm, 열쇠고리는 12~15mm, 가방끈은 끈 폭 + 5mm 정도를 잡습니다.
• 무게: 걸 물건을 저울로 달아 보고, 양면테이프 포장에 적힌 허용 하중과 비교합니다. 테이프는 여유 있게 허용 하중의 절반 이하로 쓰는 것이 안전합니다.
• 공간: 후크를 붙일 자리 위아래로 60mm, 앞으로 40mm 이상 여유가 있는지 봅니다.

2단계: 치수 정하기

팔을 바닥판 맨 아래가 아니라 8mm 위에 붙이는 이유는, 하중이 걸렸을 때 바닥판 아래쪽이 벽을 눌러 테이프가 벗겨지는 힘을 줄여 주기 때문입니다.

도면

정면도는 후크를 옆에서 본 J자 모양이고, 이 모양이 그대로 출력 베드에 닿습니다. 우측면도의 폭 15mm가 출력 높이이자 후크의 폭입니다. 거는 폭 28mm와 끝 턱 높이 21mm는 걸 물건에 맞게 바꿔도 되지만, 뿌리 R5는 줄이지 않는 것이 좋습니다.

3단계: Tinkercad로 모델링하기

모든 도형의 높이를 15mm로 통일하고, 작업평면 위에 J자 옆모습을 그리듯 배치합니다.

1. 바닥판: 상자 4 × 60 × 15mm(가로 × 세로 × 높이).
2. 팔: 상자 34 × 6 × 15mm를 바닥판 오른쪽에 붙입니다. 팔 아랫면이 바닥판 아래 끝에서 8mm 위에 오도록 합니다.
3. 끝 턱: 상자 6 × 21 × 15mm를 팔 오른쪽 끝 위에 세워 붙입니다.
4. 뿌리 보강: 상자 5 × 5 × 15mm를 바닥판과 팔이 만나는 안쪽 모서리에 놓습니다. 지름 10mm 원통을 '구멍'으로 만들어 그 상자의 바깥 대각선 모서리에 중심이 오도록 겹치면, 상자에서 원이 파여 둥근 보강재가 됩니다.
5. 끝 다듬기: 끝 턱 위쪽 모서리는 상자의 '반경' 값을 2 정도로 주면 손에 걸리지 않습니다.
6. 전체를 선택해 '그룹화'하고 STL로 내보냅니다.

4단계: 출력 방향이 가장 중요합니다

FDM 출력물은 층과 층 사이가 가장 약합니다. 후크를 바닥판이 베드에 닿게 세워서 출력하면, 층이 팔과 수직으로 쌓여 하중이 걸렸을 때 뿌리에서 층을 따라 뚝 부러지기 쉽습니다. 반대로 J자 옆모습이 베드에 닿게 옆으로 눕혀서 출력하면 모든 층이 J자 모양을 통째로 포함하게 되어 훨씬 튼튼합니다.

5단계: 부착면 다듬기와 설치

1. 눕혀서 출력하면 벽에 붙는 면이 옆면이 되어 층 자국이 남습니다. 평평한 책상 위에 #240 사포를 깔고 붙는 면을 8자로 문질러 평평하게 만듭니다.
2. 벽을 소독용 알코올로 닦고 완전히 말립니다.
3. 바닥판 크기에 맞춰 폼형 양면테이프를 붙이고, 벽에 대고 30초 이상 힘껏 누릅니다.
4. 하루 정도 기다린 뒤 걸 물건의 절반 무게부터 걸고, 하루 뒤 이상이 없으면 전체 무게를 겁니다.

문제 해결

응용 아이디어

• 나사 고정형: 바닥판 위아래에 접시머리 나사 구멍(지름 4mm, 머리 8mm)을 넣으면 1kg 이상도 걸 수 있습니다.
• 2구 후크: 폭을 40mm로 늘리고 가운데를 빼면 하나의 바닥판에 걸이 두 개를 만들 수 있습니다.
• 문 위 걸이: 바닥판 대신 문 두께에 맞춘 역U자 물림을 붙이면 문에 걸어 쓰는 후크가 됩니다.

자주 묻는 질문

채움을 100%로 하면 더 튼튼하지 않나요?

조금 튼튼해지긴 하지만 효과는 출력 방향과 벽 수가 훨씬 큽니다. 채움을 올리는 것보다 옆으로 눕혀 출력하고 벽을 늘리는 쪽이 재료 대비 효과가 좋습니다.

욕실에서 PLA를 써도 되나요?

PLA는 습기와 뜨거운 샤워 수증기에 오래 노출되면 형태가 변하기 쉽습니다. 욕실과 주방에서는 PETG를 권합니다.