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드릴 (공구)

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1. 개요

드릴은 다양한 재료에 구멍을 뚫는 데 사용되는 도구이다. 드릴은 기원전 35,000년경부터 사용되었으며, 손 드릴, 활 드릴, 펌프 드릴, 코어 드릴 등 다양한 형태로 발전해 왔다. 1889년 전동 드릴이 발명되었고, 1917년에는 방아쇠 스위치와 권총 손잡이를 갖춘 휴대용 드릴이 개발되면서 현대 드릴 시대가 열렸다. 드릴은 수동, 전동, 공압 등 다양한 방식으로 작동하며, 해머 드릴, 임팩트 드릴 등 특수한 기능을 가진 유형도 있다. 드릴 비트와 액세서리를 교체하여 다양한 작업을 수행할 수 있으며, 한국에서는 계양전기가 유일한 드릴 제조사이다. 드릴링 용량은 드릴이 특정 재료에서 낼 수 있는 최대 직경을 나타낸다.

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드릴 (공구)
드릴
무선 드릴
무선 드릴
일반적인 정보
종류공구
용도구멍을 뚫거나 다른 물건을 조이기
역사
발명가아서 제임스 아넷
발명일1889년
전기 드릴
종류전동 공구
용도구멍 뚫기, 조이기
발명1895년, 독일
발명가빌헬름 에밀 페인
드릴 (공구)
종류절삭 공구
용도구멍 가공

2. 역사

16세기 군함 메리 로즈에서 발견된 나무 브레이스 드릴, 망치, 대패, 스포크셰이브, 초보적인 등 목공 도구


권총 손잡이 코드 드릴의 해부도


드릴의 역사는 기원전 35,000년경 호모 사피엔스가 회전 도구를 사용하면서 시작되었다. 초기에는 뾰족한 돌을 손으로 돌려 구멍을 뚫었으며, 이후 활비비와 같이 보다 효율적인 도구가 발명되었다.

고대 이집트에서는 기원전 3000년경 코어 드릴이 개발되었고,[56] 고대 로마 시대에는 펌프 드릴이 발명되었다.[51] 13세기경에는 구리와 같은 관 모양 금속 조각을 끝에 단 중공 천공 팁이 사용되어 구멍의 외부만 연삭하는 방식으로 효율성을 높였다.[52]

펌프 드릴과 활비비는 작은 구멍을 뚫는 데 주로 사용되었고, 오거는 로마와 중세 시대 사이에 더 큰 구멍을 뚫기 위해 사용되었다.[53] 브레이스 앤 비트는 15세기경에 발명된 핸드 크랭크 드릴의 일종이다.[8]

동양에서는 기원전 221년경 중국 진나라 시대에 교반 드릴이 발명되어 1500m 깊이까지 뚫을 수 있었다.[11][13] 1813년 리처드 트레비칙은 증기 동력 회전 드릴을 설계했다.[15]

전동기의 발명은 전기 드릴의 발명으로 이어졌다. 1889년 호주 멜버른의 아서 제임스 아넛과 윌리엄 블랜치 브레인이 전기 드릴을 특허받았고,[58] 1895년 독일 슈투트가르트의 빌헬름 & 카를 파인 형제가 최초의 휴대용 전동 드릴을 만들었다.[59] 1917년 블랙앤데커는 방아쇠 스위치와 권총 손잡이를 갖춘 최초의 휴대용 드릴을 특허냈다.[59]

2. 1. 원시 시대



기원전 약 35,000년경, ''호모 사피엔스''는 회전 도구를 사용하는 것에서 이점을 발견했다. 이것은 뾰족한 돌을 손으로 돌려 다른 재료에 구멍을 뚫는 방식으로 이루어졌을 것이다.[46] 이것은 손 드릴로 이어졌는데, 부드러운 막대기에 때로는 부싯돌 촉을 부착하여 손바닥 사이에서 비벼 사용했다. 이것은 마야인을 포함한 전 세계의 많은 고대 문명에서 사용되었다.[47] 발견된 가장 초기의 구멍이 뚫린 유물은 , 상아, 조개, 사슴 뿔로 만들어졌으며 구석기 시대 후기의 것이다.[48]

활비비(스트랩 드릴)는 최초의 기계식 드릴로, 왕복 운동을 회전 운동으로 변환하며 약 10,000년 전으로 거슬러 올라간다. 막대 주위에 끈을 묶은 다음 끈의 끝을 막대기 끝(활)에 부착하면 사용자가 더 빠르고 효율적으로 드릴을 사용할 수 있다는 것이 발견되었다. 주로 불 피우기에 사용되었지만, 활 드릴은 고대 목공, 석조 및 치과에도 사용되었다. 고고학자들은 파키스탄메르가르에서 하라파 문명 시대로 거슬러 올라가는 신석기 시대 묘지를 발견했는데, 여기에는 구멍이 뚫린 총 11개의 치아가 있는 9개의 성인 시신이 포함되어 있다.[49] 테베의 무덤에는 활 드릴을 사용하는 이집트 목수와 구슬 제작자를 묘사한 상형 문자가 있다. 고대 이집트에서 이러한 도구가 사용되었다는 최초의 증거는 기원전 2500년경으로 거슬러 올라간다.[50] 활 드릴의 사용은 고대에 유럽, 아프리카, 아시아 및 북미 전역에 널리 퍼져 오늘날에도 여전히 사용된다. 수년에 걸쳐 재료 관통 또는 조명 화재의 다양한 용도를 위해 천공 드릴 및 줄비비의 다양한 변형이 개발되었다.

코어 드릴은 기원전 3000년경 고대 이집트에서 개발되었다.[56] 펌프 드릴은 고대 로마 시대에 발명되었다. 수평 나무 조각으로 정렬된 수직 스핀들과 정확성과 추진력을 유지하기 위한 플라이휠로 구성된다.[51]

13세기경에 처음 사용된 중공 천공 팁은 끝에 구리와 같은 관 모양의 금속 조각이 있는 막대로 구성되었다. 이것은 구멍의 외부 부분만 실제로 연삭하면서 구멍을 뚫을 수 있게 했다. 이것은 내부의 돌이나 나무를 나머지와 완전히 분리하여 드릴이 비슷한 크기의 구멍을 만들기 위해 더 적은 재료를 분쇄할 수 있도록 한다.[52]

2. 2. 고대 및 중세 시대

활비비는 왕복 운동을 회전 운동으로 변환하는 최초의 기계식 드릴이었다. 이는 약 10,000년 전으로 거슬러 올라간다. 막대 주위에 끈을 묶고 끈의 끝을 막대(활) 끝에 부착하여 사용자가 더 빠르고 효율적으로 드릴을 사용할 수 있게 되었다. 주로 불을 피우는 데 사용되었지만, 고대 목공, 석조 작업 및 치과 치료에도 사용되었다. 고고학자들은 하라파 문명 시대인 약 7,500~9,000년 전 파키스탄메르가르에서 신석기 시대 묘지를 발견했는데, 여기에는 구멍이 뚫린 총 11개의 치아를 가진 9구의 성인 시신이 있었다.[49] 테베의 무덤 벽화에는 활비비를 사용하는 이집트 목수와 구슬 제작자가 묘사되어 있다. 고대 이집트에서 이러한 도구가 사용되었다는 최초의 증거는 기원전 2500년경으로 거슬러 올라간다.[50] 활비비는 고대에 유럽, 아프리카, 아시아 및 북미 전역에 널리 퍼졌으며 오늘날에도 여전히 사용되고 있다.

코어 드릴은 기원전 3000년경 고대 이집트에서 개발되었다.[56] 펌프 드릴은 로마 시대에 발명되었다. 이것은 수평 나무 조각으로 정렬된 수직 스핀들과 정확성과 추진력을 유지하기 위한 플라이휠로 구성된다.[51]

13세기경 처음 사용된 중공 천공 팁은 끝에 구리와 같은 관 모양의 금속 조각이 있는 막대로 구성되었다. 이를 통해 구멍의 바깥쪽 부분만 실제로 연삭하면서 구멍을 뚫을 수 있었다. 이렇게 하면 내부의 돌이나 나무를 나머지와 완전히 분리하여 드릴이 비슷한 크기의 구멍을 만들기 위해 더 적은 재료를 분쇄할 수 있었다.[52]

펌프 드릴과 활비비는 인류 역사의 더 큰 부분을 위해 더 작은 구멍을 뚫기 위해 서부 문명에서 사용된 반면, 오거는 로마와 중세 시대 사이 언젠가부터 더 큰 구멍을 뚫는 데 사용되었다.[53] 오거는 더 큰 구멍에 더 많은 토크를 허용했다.

2. 3. 근대

브레이스 앤 비트는 15세기경에 발명되었는데, 언제 발명되었는지는 불확실하지만, 지금까지 발견된 가장 오래된 그림은 15세기에 그려졌습니다.[8] 이것은 두 부분으로 구성된 핸드 크랭크 드릴의 한 종류입니다. 위쪽에 있는 버팀대는 사용자가 잡고 돌리는 부분이고, 아래쪽에는 비트가 있습니다. 비트는 마모됨에 따라 교체 가능하며, 오늘날 흔히 볼 수 있는 오거는 아르키메데스 나선형 비트와 유사한 회전 나선형 나사를 사용합니다.

동양에서는 교반 드릴이 기원전 221년경 중국 진나라 시대에 발명되었으며,[11] 깊이가 1500m에 달했습니다.[13] 고대 중국의 교반 드릴은 나무로 만들어졌고 노동 집약적이었지만 단단한 암석을 관통할 수 있었습니다.[12]

1813년 리처드 트레비칙은 증기 동력 회전 드릴을 설계했는데, 이는 증기로 구동되는 최초의 드릴이기도 합니다.[15]

2. 4. 현대

전동기는 드릴링 기술의 큰 발전으로, 전기 드릴의 발명으로 이어졌다. 1889년 호주 멜버른의 아서 제임스 아넛과 윌리엄 블랜치 브레인이 전기 드릴을 발명하여 특허를 받았다.[58] 1895년 독일 슈투트가르트의 빌헬름 & 카를 파인 형제가 최초의 휴대용 전동 드릴을 만들었다.[59] 1917년 블랙앤데커는 방아쇠 스위치와 권총 손잡이를 갖춘 최초의 휴대용 드릴을 특허냈다.[59] 이는 근대 드릴 시대의 시작이었다. 지난 세기 동안 전기 드릴은 다양한 유형과 크기로 만들어져 특정 용도로 사용되었다.

  • 코드 부착형 전동 드릴: AC 전원을 사용하는 전동 드릴로, 코드 길이는 보통 약 2.5미터이다.
  • 무선 드릴: 1961년 블랙앤데커가 세계 최초로 개발한 충전식 이차 전지(배터리)를 사용하는 전동 드릴이다.[36] 충전 드릴이라고도 한다. 배터리의 볼트(V)가 클수록 힘이 세며, 12V, 14.4V, 그리고 짧은 충전 시간(15~30분)을 가진 모델이 주류이다. 리튬 이온 전지를 최초로 무선 드릴에 채용한 것은 미국의 밀워키(Milwaukee Electric Tool)이다.[37]
  • 드라이버 드릴: 구멍 뚫기와 드라이버의 나사 조이기/풀기 기능을 함께 갖춘 기종이다. 토크 클러치가 있어 설정 토크에 도달하면 클러치가 작동하여 척이 자동 헛돌게 된다. 척은 드릴 척 방식이다.
  • 임팩트 드라이버 드릴: 회전 방향으로 충격력을 가하는 드라이버 드릴이다. 드라이버 비트로 나사 조임/풀기를, 전동 드릴용 소켓으로 너트 조임/풀기를 할 수 있다. 공구 부착부는 1/4인치 6각형 원터치형 척이다.
  • 진동 드릴(impact drill): 목재나 금속판에는 전동 드릴 비트의 회전으로 천공하지만, 콘크리트에는 진동 드릴을 사용한다. 많은 모델에서 진동/회전 드릴 모드 전환 스위치를 제공한다. 콘크리트 큰 구멍 뚫기나 "할석"에는 해머 드릴을 사용한다.
  • 해머 드릴(hammer drill), 로터리 해머 드릴 (rotary hammer drill): 1932년 독일 보쉬(BOSCH)가 세계 최초의 해머 드릴을 개발했다.[38] 1935년 미국 밀워키(Milwaukee Electric Tool Corporation)가 3/4인치 소형 전기 해머 드릴을 출시했다.[39] 비트에 앞뒤로 강한 타격을 가하는 구조로, 콘크리트, 벽돌, 블록 등 단단한 무기질 재료 구멍 뚫기에 적합하다. 타격수는 기종에 따라 0~53,000회전/분 정도이다. 히타치는 본체 질량 3kg 이하 소형을 로터리 해머 드릴이라 부른다. 축(생크) 종류는 소형 2종류, 대형(본체 질량 5kg 이상) 3종류이다. SDS-plus 섕크(Bosch사 발안 규격화 특수 형상 섕크)는 일본 유통 대부분 소형 해머 드릴 형상이다. 진동 드릴용 둥근 섕크는 하이코키(구: 히타치 공기)뿐이다. 대형은 육각 섕크(국내 대형 해머 드릴 대부분 채용, 대변 17mm 육각형 섕크), SDS-max 섕크(Bosch사 발안 규격화 특수 형상 섕크), 스플라인 섕크(거의 채용되지 않음) 3종류이다.[40][41]


무선 임팩트 드라이버 드릴


SDS-max 섕크


SDS-plus 섕크


홀쏘

3. 유형

드릴은 동력원, 기능, 용도에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 일부는 수동으로 작동하고, 다른 일부는 전력 (전동 드릴) 또는 압축 공기 (공압 드릴)를 동력으로 사용하며, 소수는 내연 기관으로 구동된다. 타격 기능이 있는 드릴 (해머 드릴)은 주로 조적조 (벽돌, 콘크리트 및 석재) 또는 암석과 같은 단단한 재료에 사용된다. 시추 장비는 물이나 석유를 얻기 위해 땅에 구멍을 뚫는 데 사용된다. 일부 유형의 휴대용 드릴은 나사 및 기타 패스너를 조이는 데에도 사용된다.

드릴의 주요 유형은 다음과 같다.


  • 코드 부착형 전동 드릴: AC 전원을 사용하는 전동 드릴로, 코드 길이는 보통 약 2.5미터이다.
  • 무선 드릴: 1961년 블랙앤데커가 세계 최초로 개발한 충전식 이차 전지(배터리)를 사용하는 드릴이다.[36] 충전 드릴이라고도 불리며, 배터리의 볼트(V)가 클수록 힘이 세다. 리튬 이온 전지를 최초로 무선 드릴에 채용한 것은 미국의 밀워키(Milwaukee Electric Tool)이다.[37]
  • 드라이버 드릴: 전동 드릴의 구멍 뚫기 기능과 드라이버의 나사 조이기/풀기 기능을 함께 갖춘 기종이다. 토크 클러치가 있어 나사를 조일 때 설정 토크에 맞추면 클러치가 작동하여 자동으로 척이 헛돌게 된다.
  • 임팩트 드라이버 드릴: 회전 방향으로 충격력을 가하는 드라이버 드릴이다. 드라이버 비트를 장착하여 나사 조임/풀기를, 전동 드릴용 소켓을 장착하면 너트의 조임/풀기를 할 수 있다.

  • 진동 드릴(impact drill): 콘크리트에 구멍을 뚫을 때 사용하며, 많은 모델에서 전환 스위치로 진동 드릴과 회전 드릴 모드를 전환할 수 있다.
  • 해머 드릴(hammer drill), 로터리 해머 드릴 (rotary hammer drill): 1932년 독일의 보쉬(BOSCH)가 세계 최초로 개발한 드릴이다.[38] 비트에 앞뒤로 강한 타격이 가해지는 구조로, 콘크리트, 벽돌 등 단단한 재료의 구멍 뚫기에 적합하다.


3. 1. 수동 드릴

선사 시대부터 단단한 물체에 구멍을 뚫거나 불쏘시개로 사용되는 다양한 형태의 드릴이 사용되었다.

  • 송곳 – 한 손으로 샤프트를 비틀어 사용한다.
  • 수동 드릴 – 손의 마찰 운동으로 샤프트를 회전시킨다.
  • 활 드릴 – 활의 줄을 앞뒤로 움직여 샤프트를 회전시킨다.
  • 펌프 드릴 – 손잡이를 누르고 플라이휠을 사용하여 샤프트를 회전시킨다.


수동 금속 드릴은 수세기 동안 사용되어 왔다. 여기에는 다음이 포함된다.

  • 오거 - 하단에 목재 절단 날이 있고 T자형 손잡이가 있는 직선 샤프트이다.
  • 브레이스 - 크랭크축으로 구동되는 개량된 오거이다.
  • 김렛 - 구멍을 뚫는 작은 도구이다.
  • 브래드오울 - 스크루드라이버와 유사하지만 드릴링 포인트가 있다.
  • 두개골 드릴 - 두개골 수술에 사용되는 기구이다.
  • 휠 브레이스 또는 핸드 드릴 - 계란 거품기와 형태가 유사하여 베벨 기어가 있는 "에그비터 드릴"이라고도 한다.
  • 가슴 드릴 - 하나 이상의 손잡이 외에 평평한 가슴 조각이 있는 헤비 듀티 서브타입의 계란 거품기 드릴이다.
  • 푸시 - 양키 또는 페르시아 드릴과 같이 나선형 또는 래칫 메커니즘을 사용한다.
  • 핀 척 - 작은 휴대용 보석상용 드릴이다.

3. 2. 전동 드릴

무선 드릴


전기 드릴은 전선으로 연결되어 전기 콘센트를 통해 전력을 공급받거나, 무선으로 충전식 배터리를 통해 작동한다. 무선 드릴은 충전하는 동안 끊김 없이 작업할 수 있도록 교체 가능한 배터리 팩을 가지고 있다.

휴대용 전동 드릴은 스크루드라이버 비트를 사용하여 나사를 나무에 박는 데 주로 사용된다. 이 용도에 최적화된 드릴은 나사 머리의 홈이 손상되지 않도록 클러치가 장착되어 있다. 전동 드릴의 주요 유형은 다음과 같다.

  • 권총 손잡이 드릴 - 가장 일반적인 휴대용 전동 드릴 유형이다.
  • 직각 드릴 - 좁은 공간에서 드릴링하거나 나사를 조이는 데 사용된다.
  • 해머 드릴 - 회전 운동과 해머 동작을 결합하여 석조물을 드릴링하며, 필요에 따라 해머 동작을 켜거나 끌 수 있다.
  • 드릴 프레스 - 견고한 고정 프레임이 있는 대형 전동 드릴로, 벤치에 독립형으로 장착된다.
  • 로터리 해머 - 해머 전용 메커니즘과 회전 메커니즘이 분리되어 있어, 석조물이나 콘크리트와 같이 더 튼튼한 재료에 사용된다.


대부분의 전기 해머 드릴은 600~1100와트의 정격(입력 전력)을 가지며, 효율은 일반적으로 50~60%이다. 즉, 1000와트의 입력이 500~600와트의 출력(드릴 회전 및 해머링 동작)으로 변환된다.

20세기에는 유선 전기 핸드 드릴을 오비탈 샌더 및 파워 톱과 같은 다른 전동 공구로 변환하는 부착물이 일반적이었으나, 전동 공구와 전기 모터 가격이 하락하면서 이러한 부착물은 덜 사용되게 되었다.

초기 무선 드릴은 교체 가능한 7.2V 배터리 팩을 사용했다. 이후 배터리 전압은 18V가 가장 일반적이며, 24V, 28V, 36V 등 더 높은 전압도 사용되어 유선 드릴만큼의 토크를 낼 수 있게 되었다.

일반적인 배터리 유형은 니켈 카드뮴(NiCd) 배터리와 리튬 이온 배터리이며, 시장 점유율은 각각 절반 정도이다. NiCd 배터리는 가격이 저렴하지만(주된 장점), 수명이 짧고, 자체 방전되며, 폐기 시 환경 문제가 있고, 덴드라이트 성장으로 인한 내부 단락이 발생할 수 있다. 반면 리튬 이온 배터리는 충전 시간이 짧고, 수명이 길며, 메모리 효과가 없고, 무게가 가벼워 점차 보편화되고 있다. 20분 충전으로 평균 1시간 동안 사용할 수 있으며, 충전 유지 기간도 니켈 카드뮴 배터리(1~4개월)보다 긴 약 2년이다.

임팩 드릴(임팩 렌치)은 회전 운동과 함께 해머 동작을 통합한 드릴이다. 모터의 힘으로 볼트를 돌릴 수 없을 때 원하는 방향으로 힘을 가하는 해머링이 발생한다. 주로 목재, 금속, 콘크리트에 긴 볼트나 나사를 고정하거나, 멈추거나 과도하게 조여진 볼트를 풀 때 사용된다. 임팩 드릴은 공압식과 전동식이 있으며, 용도에 따라 크기가 다르다. 전동 임팩 드릴은 대부분 무선이며 건설, 자동차 수리, 제작에 널리 사용된다. 기동성과 사용 편의성 때문에 공압 구동 드릴보다 선호된다. 공압식 임팩 드릴은 공기 공급원에 연결되어 있어야 한다. 임팩 드릴의 척은 일반적인 휴대용 전동 드릴과 달리 비트와 드라이버가 고정되는 육각형 모양의 콜렛이다. 표준 권총 손잡이 드릴처럼 구멍을 뚫을 수도 있지만, 육각형 콜렛에 맞는 특수 비트가 필요하다. 임팩 드릴은 일반 드릴보다 콜렛 리시버가 더 짧고 가늘어 작은 공간에 적합하다. 그러나 토크와 속도 제어가 뛰어나지 않아 정밀 작업에는 적합하지 않다.[21]

해머 드릴의 해머 작동은 척이 드릴 축을 중심으로 회전하면서 앞뒤로 빠르게 움직이도록 하는 두 개의 캠 플레이트로 이루어진다. 이 펄스(해머링) 동작은 분당 타격 수(BPM)로 측정되며, 10,000 BPM 이상이 일반적이다. 척과 비트의 결합된 질량이 드릴 본체와 비슷하여 에너지 전달이 비효율적이며, 큰 비트로 단단한 재료를 뚫기 어려울 수 있다. 표준 해머 드릴은 6mm(1/4인치) 및 13mm(1/2인치) 드릴 비트를 사용할 수 있다. 작업자는 상당한 진동을 느끼며, 캠은 경화 강철로 만들어져 마모를 방지한다. 실제로 드릴은 직경 최대 13mm(1/2인치)의 표준 석조 비트로 제한된다. 해머 드릴은 콘크리트에 전기 박스, 전선관 스트랩, 선반 등을 설치하는 데 사용된다.

드릴 프레스(당시에는 보링 머신)로 1917년 가시철사를 감기 위한 나무 릴을 보링하는 모습


드릴 프레스(받침대 드릴, 필러 드릴, 벤치 드릴)는 스탠드에 장착하거나 바닥 또는 작업대에 볼트로 고정하는 드릴이다. 휴대용 모델도 있으며, 일부는 자석 받침대가 있다. 주요 구성 요소는 베이스, 기둥(또는 필러), 조절 가능한 테이블, 스핀들, 척, 드릴 헤드이며, 일반적으로 전기 모터로 구동된다. 헤드에는 스핀들과 척을 수직으로 움직이기 위해 돌리는 중앙 허브에서 방사형으로 뻗은 세 개의 손잡이가 있다. 척 중심에서 기둥 가장 가까운 가장자리까지의 거리를 목이라고 한다. 스윙은 목의 두 배이며, 드릴 프레스는 스윙으로 분류 및 판매된다. 예를 들어 목이 4인치인 공구는 스윙이 8인치이고(8인치 작업물 중앙에 구멍을 낼 수 있음) 8인치 드릴 프레스라고 한다.[22]

드릴 프레스는 휴대용 드릴보다 다음과 같은 장점이 있다.

  • 드릴을 작업물에 적용하는 데 필요한 노력이 적다. 척과 스핀들의 움직임은 랙 앤 피니언으로 작동하는 레버에 의해 이루어져 작업자에게 상당한 기계적 이점을 제공한다.
  • 테이블을 통해 바이스(공구) 또는 클램프(공구)를 사용하여 작업물을 배치하고 고정할 수 있어 작업이 훨씬 안전하다.
  • 스핀들의 각도가 테이블에 대해 고정되어 있어 구멍을 정확하고 일관되게 드릴 수 있다.
  • 드릴 프레스는 휴대용 드릴보다 더 강력한 모터가 장착되어 있어 더 큰 드릴 비트를 사용하거나 작은 비트로 더 빠르게 드릴링할 수 있다.


대부분의 드릴 프레스(특히 목공 또는 가정용)는 계단식 풀리 배열에서 벨트를 수동으로 이동하여 속도를 변경한다. 일부 드릴 프레스는 사용 가능한 속도 수를 늘리기 위해 세 번째 계단식 풀리를 추가한다. 그러나 최신 드릴 프레스는 계단식 풀리 시스템과 함께 가변 속도 모터를 사용할 수 있다. 공작 기계(공구실) 응용 분야에 사용되는 중형 드릴 프레스에는 무단 변속기가 장착되어 넓은 속도 범위를 제공하고 기계 작동 중에도 속도를 변경할 수 있다. 금속 가공에 사용되는 대형 드릴 프레스는 일반적으로 아래 설명된 기어 헤드 유형이다.

드릴 프레스는 샌딩, 호닝, 연마 등 구멍 드릴링 외의 작업에도 사용된다. 척에 샌딩 드럼, 호닝 휠 등 다양한 회전 부속품을 장착하여 수행할 수 있다. 그러나 모스 테이퍼의 마찰만으로 스핀들에 유지되는 척 아버가 측면 하중으로 인해 작동 중 이탈될 수 있어 위험할 수 있다.

기어 헤드 드릴 프레스는 모터에서 스핀들로 동력을 전달할 때 기계 헤드 내부의 스퍼 기어를 사용하며, 유연한 구동 벨트가 없다. 이는 확실한 구동을 보장하고 유지 보수를 최소화한다. 기어 헤드 드릴은 목공용보다 드릴링 힘이 더 크고 원하는 속도(RPM)가 낮은 금속 가공에 적합하다.

헤드 한쪽에 부착된 레버로 서로 다른 기어비를 선택하여 스핀들 속도를 변경하며, 일반적으로 2단 또는 3단 속도 모터와 함께 사용된다(재료에 따라 다름). 대부분 삼상 전력에서 작동하도록 설계되었으며, 동급 벨트 구동 장치보다 견고하게 제작된다. 거의 모든 경우 컬럼에서 테이블과 헤드 위치를 조정하기 위한 기어 랙이 있다.

기어 헤드 드릴 프레스는 공구실, 생산 드릴링, 빠른 설정 변경이 필요한 상업 환경에서 흔히 발견된다. 대부분 스핀들은 더 큰 유연성을 위해 모스 테이퍼 공구를 수용하도록 가공된다. 대형 기어 헤드 드릴 프레스에는 퀼 메커니즘에 전동 공급 장치가 장착되어 특정 드릴 깊이에 도달하거나 과도한 이동 시 공급을 해제하는 장치가 있다. 일부 기어 헤드 드릴 프레스는 외부 태핑 부착 장치 없이 태핑 작업을 수행할 수 있다. 이 기능은 대형 기어 헤드 드릴 프레스에서 흔히 볼 수 있다. 클러치 메커니즘은 동력 하에 탭을 부품으로 구동한 다음 적절한 깊이에 도달하면 나사산 구멍에서 다시 빼낸다. 냉각 시스템은 생산 조건에서 공구 수명을 연장하기 위해 이러한 기계에서 흔히 사용된다.

방사형 암 드릴 프레스는 헤드가 기계 기둥에서 방사형으로 뻗은 암을 따라 이동할 수 있는 대형 기어 헤드 드릴 프레스이다. 암을 기계 베이스에 대해 회전시킬 수 있어 작업물을 재배치하지 않고도 넓은 영역에서 작업할 수 있다. 이는 작업물을 테이블에서 풀고 이동한 다음 다시 클램프하는 것보다 기계 헤드를 재배치하는 것이 훨씬 빠르기 때문에 시간을 절약해준다. 암이 테이블에서 벗어나 오버헤드 크레인 또는 데릭으로 부피가 큰 작업물을 테이블이나 베이스에 놓을 수 있어 처리 가능한 작업물 크기가 상당할 수 있다. 바이스를 사용할 수도 있지만, 작업물은 테이블이나 베이스에 직접 고정하거나 고정구에 고정하는 경우가 더 많다.

이러한 기계에서는 동력 스핀들 공급이 거의 보편적이며 냉각 시스템이 일반적이다. 대형 기계는 암을 올리거나 이동하기 위한 동력 공급 모터를 갖추고 있다. 가장 큰 방사형 암 드릴 프레스는 단단한 강철 또는 주철에 직경 4인치(100mm) 크기의 구멍을 뚫을 수 있다. 방사형 암 드릴 프레스는 기둥 직경과 암 길이로 지정된다. 암 길이는 일반적으로 최대 목 깊이와 같다. 오른쪽 그림의 방사형 암 드릴 프레스는 직경 9인치, 암 길이 3피트이며, 최대 목 깊이는 약 36인치, 최대 스윙은 72인치(6피트 또는 1.8m)이다.

; 코드 부착형 전동 드릴

: AC 전원을 사용하는 전동 드릴로, 코드 길이는 보통 약 2.5미터이다.

; 무선 드릴

: 1961년 블랙앤데커사가 세계 최초로 개발했다.[36] 충전식 이차 전지(배터리)를 사용하며, 충전 드릴이라고도 한다. 배터리 볼트(V)가 클수록 힘이 세다. 12V, 14.4V, 충전 시간은 15~30분 정도가 주류이다. 미국 밀워키(Milwaukee Electric Tool])가 최초로 리튬 이온 전지를 무선 드릴에 채용했다.[37]

; 드라이버 드릴

: 구멍 뚫기와 드라이버의 나사 조이기/풀기 기능을 함께 갖춘 기종이다. 토크 클러치가 있어 나사 조임 시 설정 토크에 맞추면 조임 토크에 도달했을 때 클러치가 작동하여 자동으로 척이 헛돌게 된다. 척은 드릴 척 방식이다.

; 임팩트 드라이버 드릴

: 회전 방향으로 충격력을 가하는 드라이버 드릴이다. 드라이버 비트를 장착하여 나사 조임/풀기를, 전동 드릴용 소켓을 장착하면 너트 조임/풀기를 할 수 있다. 공구 부착부는 1/4인치 6각형 원터치형 척이다.

; 진동 드릴(impact drill)

: 목재나 금속판에는 전동 드릴 비트의 회전으로 천공하지만, 콘크리트에는 진동 드릴을 사용한다. 많은 모델에서 전환 스위치로 진동 드릴과 회전 드릴 모드를 전환할 수 있다. 콘크리트에 큰 구멍을 뚫거나 "할석"에는 해머 드릴을 사용한다.

; 해머 드릴(hammer drill), 로터리 해머 드릴(rotary hammer drill)

: 1932년 독일 보쉬(BOSCH)가 세계 최초의 해머 드릴을 개발했다.[38] 1935년 미국 밀워키(Milwaukee Electric Tool Corporation)가 3/4인치 소형 전기 해머 드릴을 출시했다.[39]

: 비트에 앞뒤로 강한 타격이 가해지는 구조이다. 콘크리트, 벽돌, 블록 등 단단한 무기질 재료의 구멍 뚫기에 적합하다. 타격수는 기종에 따라 다르지만 0~53,000회전/분 정도이다. 히타치는 본체 질량 3kg 이하 소형을 로터리 해머 드릴이라고 부른다. 축(생크) 종류는 소형 2종류, 대형(본체 질량 5kg 이상) 3종류이다. SDS-plus 섕크(Bosch사 발안 규격화 특수 형상 섕크)는 일본 유통 대부분 소형 해머 드릴 형상이다. 진동 드릴용 둥근 섕크는 하이코키(구: 히타치 공기)뿐이다. 대형은 육각 섕크(국내 대형 해머 드릴 대부분 채용 대변 17mm 육각형 섕크), SDS-max 섕크(Bosch사 발안 규격화 특수 형상 섕크), 스플라인 섕크(스플라인 형상 섕크, 거의 채용 안 됨) 3종류이다.[40][41]

3. 3. 특수 드릴

1961년 블랙앤데커사가 충전식 이차 전지(배터리)를 사용한 무선 드릴을 세계 최초로 개발했다.[36] 미국의 밀워키(Milwaukee Electric Tool)는 최초로 리튬 이온 전지를 무선 드릴에 채용했다.[37]

  • '''드라이버 드릴:''' 전동 드릴의 구멍 뚫기 기능과 드라이버의 나사 조이기와 풀기 기능을 함께 갖춘 기종이다. 토크클러치가 있어, 나사를 조일 때 설정토크에 맞추면 조임 토크에 도달했을 때 클러치가 작동하여 자동으로 척이 헛돌게 된다. 척은 드릴 척 방식이다.
  • '''임팩트 드라이버 드릴:''' 회전 방향으로 충격력을 가하는 드라이버 드릴이다. 드라이버 비트를 장착하여 나사의 조임과 풀기를, 전동 드릴용 소켓을 장착하면 너트의 조임과 풀기를 할 수 있다. 공구 부착부는 1/4인치 6각형 원터치형 척이다.
  • '''진동 드릴(impact drill):''' 목재나 금속판에 구멍을 뚫는 경우, 전동 드릴 비트의 회전으로 천공하지만, 콘크리트에 구멍을 뚫는 경우에는 진동 드릴을 사용한다. 많은 모델에서는 전환 스위치로 진동 드릴과 회전 드릴 모드를 전환할 수 있다. 콘크리트에 큰 구멍을 뚫거나 "할석"에 사용하기에는 능력이 부족하므로, 그 경우에는 해머 드릴을 사용한다.
  • '''해머 드릴 (hammer drill), 로터리 해머 드릴 (rotary hammer drill):''' 1932년 독일의 보쉬(BOSCH)가 세계 최초의 해머 드릴을 개발했다.[38] 1935년 미국의 밀워키(Milwaukee Electric Tool Corporation)가 3/4인치의 소형 전기 해머 드릴을 출시했다.[39] 비트에 앞뒤의 강한 타격이 가해지는 구조로 되어 있다. 콘크리트, 벽돌, 블록 등의 단단한 무기질 재료의 구멍 뚫기에 적합하다. 타격수는 기종에 따라 다르지만 0에서 53,000회전/분 정도까지이다. 히타치는 본체 질량 3kg 이하의 소형을 로터리 해머 드릴이라고 부른다. 축(생크)의 종류는 소형이 2종류, 대형(본체 질량 5kg 이상)은 3종류가 있다. SDS-plus 섕크(Bosch사에서 발안 규격화된 특수 형상 섕크)는 일본에 유통되고 있는 대부분의 소형 해머 드릴의 형상이다. 진동 드릴용 둥근 섕크는 하이코키(구: 히타치 공기)뿐이다. 대형은 육각 섕크(국내의 대형 해머 드릴의 대부분이 채용하고 있는 대변 17mm의 육각형 섕크), SDS-max 섕크(Bosch사에서 발안 규격화된 특수 형상 섕크), 스플라인 섕크(스플라인 형상의 섕크로 거의 채용되지 않음)의 3종류가 있다.[40][41]


3. 4. 기타


  • 코드 부착형 전동 드릴: AC 전원을 사용하는 전동 드릴이다. 코드 길이는 보통 약 2.5미터이다.
  • 무선 드릴: 1961년 블랙앤데커가 세계 최초로 개발에 성공했다.[36] 충전식 이차 전지(배터리)를 사용하며, 충전 드릴이라고도 한다. 배터리의 볼트(V)가 클수록 힘이 세다. 리튬 이온 전지를 최초로 무선 드릴에 채용한 것은 미국의 밀워키(Milwaukee Electric Tool)이다.[37]
  • 드라이버 드릴: 전동 드릴의 구멍 뚫기 기능과 드라이버의 나사 조이기와 풀기 기능을 함께 갖춘 기종이다. 토크클러치가 있어 나사를 조일 때 설정토크에 맞추면 클러치가 작동하여 자동으로 척이 헛돌게 된다.
  • 임팩트 드라이버 드릴: 회전 방향으로 충격력을 가하는 드라이버 드릴이다. 드라이버 비트를 장착하여 나사 조임/풀기, 전동 드릴용 소켓을 장착하면 너트의 조임/풀기를 할 수 있다.

  • 진동 드릴(impact drill): 콘크리트에 구멍을 뚫을 때 사용한다. 많은 모델에서 전환 스위치로 진동 드릴과 회전 드릴 모드를 전환할 수 있다.
  • 해머 드릴(hammer drill), 로터리 해머 드릴 (rotary hammer drill): 1932년 독일의 보쉬(BOSCH)가 세계 최초의 해머 드릴을 개발했다.[38] 비트에 앞뒤로 강한 타격이 가해지는 구조로, 콘크리트, 벽돌 등 단단한 재료의 구멍 뚫기에 적합하다.


4. 드릴 비트 및 액세서리

드릴 비트는 용도에 따라 다양한 종류가 있다. 드릴에는 다양한 액세서리를 부착하여 활용할 수 있다.

종류설명
트위스트 드릴 비트목재, 플라스틱, 금속, 콘크리트 등 다양한 재료에 구멍을 뚫는 데 사용되는 범용 드릴 비트이다.
카운터보어 드릴 비트기존 구멍을 넓히는 데 사용되는 드릴 비트이다.
카운터싱크 드릴 비트나사를 위한 넓은 구멍을 만들 때 사용하는 드릴 비트이다.
고속 드릴 비트매우 강하게 만들어져 금속 절단에 자주 사용되는 드릴 비트이다.
스페이드 드릴 비트주로 연목에 구멍을 뚫는 데 사용되는 삽 모양의 드릴 비트이다.
홀쏘가장자리 부분이 톱니 모양이며, 큰 구멍을 뚫는 데 적합한 드릴 비트(주로 목재용)이다.
밑구멍 드릴목재의 갈라짐을 방지하기 위해 밑구멍을 뚫는다. 원추형 구멍이 생겨 못이나 나사가 들어가기 쉬워진다.
콘크리트용 드릴진동 드릴에서 사용하는 콘크리트용 드릴.
다보용 목공 드릴관통하지 않는 다보 구멍 뚫기나 깊이를 조절하고 싶은 경우에 편리한 드릴.
이타기리아메리칸 타입의 목공 드릴.
포스너 비트15mm에서 35mm 이상이라는 큰 구멍을 뚫을 수 있는 목공 드릴 비트.
접시 기리접시 나사의 밑구멍을 뚫을 때 사용하는 비트. 중 드릴과 외 드릴의 조합으로 사용하여 접시 나사의 머리와 밑구멍 가공을 동시에 할 수 있다.
목공용 홀쏘뚫고 싶은 구멍의 크기에 맞춰 날을 교체하는 타입.
자재 기리센터의 기리를 중심으로 좌우 2개의 교체형 칼날이 회전하여 구멍을 뚫는 목공용 원형 커터. 칼날의 위치를 조정하여 구멍 지름을 변경할 수 있다.



종류설명
나사못(나사) 팁나사를 조이거나 풀 때 사용. 일자형, 십자형 등 다양한 종류가 있다.[42]
물 펌프
니블러금속 시트를 절단
회전식 샌딩 디스크
회전식 광택 디스크
회전식 청소 브러시
깊이 조절구콘크리트에 플러그를 박을 구멍 깊이를 설정할 수 있는 보조 도구.
로터리 커터금속, 목재, 플라스틱 등의 모따기, 버 제거, 접시 나사 부착에 사용.
회전 줄금속, 주물, 알루미늄, 목재, 플라스틱 등의 마감 연삭용 .
회전 숫돌금속, 주물, 알루미늄 등의 마감 연삭용 숫돌.
축 부착 휠황동이나 강철 와이어 브러시나 샌드페이퍼 등 종류와 크기가 풍부. 이나 도장 벗겨내기, 연마, 나무결 내기에 사용.
전동 드릴용 소켓볼트, 너트를 조이거나 풀 때 사용. 어댑터를 사용하면 일반적인 소켓도 사용 가능.
얇은 강판용 홀쏘드릴로는 뚫을 수 없는 큰 구멍을 뚫을 수 있는 원형 톱날.



'''마그네틱 드릴'''은 크고 무거운 공작물에 구멍을 뚫기 위한 휴대용 기계로, 고정식 일반 드릴 기계로 옮기거나 가져오기 어려운 경우에 사용된다. 마그네틱 베이스를 가지고 있으며, 환상 절삭 공구(브로치 커터) 또는 드릴 비트와 같은 절삭 공구를 사용하여 구멍을 뚫는다. 마그네틱 드릴/탭 기계, 무선, 공압식, 소형 수평형, 자동 이송, 크로스 테이블 베이스 등 작동 및 전문화에 따라 다양한 유형이 있다.

5. 한국의 드릴 제조사

다음은 한국의 드릴 제조사 목록이다.


  • 교세라 인더스트리얼 툴스
  • 공기 홀딩스 (하이코키(HiKOKI), 구 히타치)

6. 용량

드릴링 용량은 주어진 전동 드릴 또는 드릴 프레스가 특정 재료에서 생산할 수 있는 최대 직경을 나타낸다. 이것은 본질적으로 기계가 생산할 수 있는 연속적인 토크에 대한 대용물이다.[27] 일반적으로 주어진 드릴은 강철의 경우 10mm, 목재의 경우 25mm 등 다양한 재료에 대해 지정된 용량을 갖는다.[27]

예를 들어, 특정 드릴 비트 유형 및 재료에 대한 디월트(DeWalt) DCD790 무선 드릴의 최대 권장 용량은 다음과 같다.[27]

재료드릴 비트 유형능력
목재오거22mm
패들32mm
트위스트13mm
셀프 피드35mm
홀쏘51mm
금속트위스트13mm
홀쏘35mm


참조

[1] 서적 1000 Inventions and Discoveries DK
[2] 서적 A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires Oxford University Press
[3] 서적 A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires Oxford University Press
[4] 논문 Early Neolithic tradition of [[dentistry]]: [[Flint]] tips were surprisingly effective for dialing tooth enamel in a prehistoric population. 2006-04-06
[5] 서적 A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires Oxford University Press
[6] 서적 A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires Oxford University Press
[7] 서적 A History of Technology & Invention: Progress Through the Ages, Volume 1: The Origins of Technological Civilization Crown Publishers, Inc
[8] 서적 A History of Technology & Invention: Progress Through the Ages, Volume 1: The Origins of Technological Civilization Crown Publishers, Inc
[9] 서적 Encyclopedia of water science https://books.google[...] CRC Press
[10] 간행물 Screw https://www.britanni[...] The Encyclopaedia Britannica Co. 2011-03-24
[11] 서적 New Technology for Geosciences: Proceedings of the 30th International Geological Congress VSP 1997-10-01
[12] 서적 Introduction to Phytoremediation of Contaminated Groundwater: Historical Foundation, Hydrologic Control, and Contaminant Remediation Springer 2011-09-15
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[26] 뉴스 The cheap innovations the NHS could take from sub-Saharan Africa https://www.theguard[...] 2018-12-02
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[29] 문서 Arthur_James_Arnot
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[33] 웹사이트 About Black & Decker http://www.blackandd[...]
[34] 웹사이트 東芝電動工具の歴史 http://www.nidec-shi[...]
[35] 웹사이트 株式会社芝浦製作所 [[국립국회도서관]]소장사진 https://www.ndl.go.j[...]
[36] 서적 工具&ガレージライフ Vol.2 笠倉出版社 2012-02-01
[37] 웹사이트 ミルウォーキー(Milwaukee)ホームページ http://www.milwaukee[...]
[38] 웹사이트 ボッシュ電動工具の歴史 http://www.bosch.co.[...]
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[41] 웹사이트 KPT君の豆知識 http://www.kpt.co.jp[...]
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[50] 서적 A History of Technology, Volume 1: From Early Times to Fall of Ancient Empires Oxford University Press; London, England 1967
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[52] 서적 A History of Technology & Invention: Progress Through the Ages, Volume 1: The Origins of Technological Civilization Crown Publishers, Inc; New York 1969
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[60] 웹인용 Solved! What Is an Impact Driver? https://www.bobvila.[...] 2020-07-22



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