# 산업 혁명 시대에 어떻게 높은 정밀도의 “나사”를 만들었는가?

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> 게시판: 뉴스
> 작성자: tachikoma43
> 작성일: 2026-10-12T23:03:01.441Z

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현대의 기계 가공 장비는 매우 정밀하여 거의 오차 없이 부품을 만들 수 있지만, 처음부터 현대와 같은 정밀함이 있었던 것은 아닙니다. 18세기 중반부터 19세기 산업 혁명 시대에 어떻게 정밀한 “나사”를 만들어 냈는지에 대해 엔지니어이자 기업가인 ゲイリー·リンスコ트(Gary Linscott) 氏가 설명하고 있습니다. “기계가 정밀함을 배우기 시작한 방법” 웹사이트 https://glinscott.github.io/how-machines-learned-precision/ 를 참고하시면 됩니다. 아래는 17~18세기에 활동한 발명가 헨리 모즐리(Henry Mozley)가 1800년에 만들어낸 나사 절삭 회전식 기계입니다. 노동자가 왼쪽 핸들을 돌리면, 도구를 얹은 바퀴가 곧은 레일 위를 조금씩 이동하며, 나사산을 절삭하는 메커니즘이 작동하는 방식입니다.

모즈리의 나사 선반은 나사산의 정경에 일관되게 크기를 통일하여 대량 생산할 수 있게 된 최초의 나사 선반이었습니다. 이전에는 특정 볼트와 너트의 쌍이 아니면 척이 맞지 않았지만, 모즈리의 발명으로 인해 규격화된 볼트와 너트가 대량 생산될 수 있게 되었습니다. 하지만 모즈리의 나사 선반을 만들어내기 위해서는,そもそも 선반 부품의 정밀도가 정확하지 않아야 합니다. 특히 레일이 휘어진다면 도구가 빗나가게 되며, 절삭되는 나사산이 불균일한 형태로 나타나게 됩니다. 이에 린스코트 박사는 다양한 부품을 만드는 작업 기계의 정밀성이 어떻게 향상되었는지에 대한 예를 들어 설명하고 있습니다.

실린더 산업 혁명에서 중요한 것은 증기 기관의 실용화였으며, 이는 고온·고압의 증기를 보내는 원통형 실린더가 필요했습니다. 하지만, 원통의 주조품에 한쪽에서만 회전하는 도구를 삽입하여 내부를 절삭하는 기존 방식으로는, 도구를 지지하는 막대가 자중 때문에 휜다거나, 울퉁불퉁한 벽 때문에 날이 흔들리거나, 제대로 된 모양의 깔끔한 구멍을 뚫는 것이 어려웠습니다.

그러므로 1775년경에 철공소 경영자 존 윌킨슨이 개발한 것은 “무거운 막대를 원통형으로 통과시켜 고정하고, 막대에 따라 슬라이딩하는 도구를 사용하는” 방식입니다. 양쪽 끝을 고정함으로써 중간에서의 흔들림이 크게 완화되어 증기기관의 엔진에 사용될 수 있는 매우 높은 정밀도의 실린더를 생산할 수 있게 되었습니다.

◆도구 전달대 기존의 선반에서는 회전하는 부품에 대해 선반공이 자신의 팔로 도구를 지지하고, 도구를 부품에 닿게 하여 절삭하는 방식이었습니다. 그러나 철을 절삭할 경우에는 강력한 힘이 발생하여 선반공의 팔이 흔들리고 도구의 위치도 어긋나는 문제가 있었습니다. 이러한 상태에서는 깨끗한 원을 만들 수 없습니다.

그러므로 기술자들은 도구를 쇠를 주조한 전달대에 부착하여 나사로 조금씩 이동시키는 방식을 개발했습니다. 이를 통해 절삭 시의 힘이 선반공의 팔이 아닌 철에 의해 지지되어 더욱 깨끗한 절삭 작업이 가능하게 되었습니다.

◆평면면 정확한 작업을 수행하기 위해서는 기계 부품이 곧고 평해야 하지만, 철과 같은 표면에 “평면면”을 만드는 것은 매우 어려운 과제입니다. 일반적으로 수작업으로 연마하여 평면면을 만들었지만, 손이 조금이라도 틀어지면 울퉁불퉁하거나 경사가 남게 됩니다.

그러므로 야스리 가케 職人 たち가 고안 한 것이 “균일한 기준판 위에 코팅액을 칠하고 대상의 금속판에 겹쳐, 색이 묻은 부분만만 갈아내어 간다”는仕組み입니다. 예를 들어 다음 그림에서 청색의 코팅액이 묻은 부분만만 갈아냅니다.

만약 이것을 수없이 반복할 수 있다면 식으로 평란해 지게 되며, 최종적으로 “겹쳐 놓으면 면 전체에 꼼꼼하게 코팅제가 묻어나는 상태 = 평란한 면”이 된다는 거죠.

하지만, 이에는 “기준판이 평탄하다는 것을 어떻게 보증할 수 있는가” 라는 문제가 있습니다. 예를 들어 다음 그림을を見ると, 기준면이 되는 “A”의 표면이 오목복면이 있어서, 대상의 금속판 “B”도 오목복면인데 칠료가 잘 묻지 않는 문제가 있습니다.

그러므로 야스리 가케 職人 たち는 “3개의 판을 사용하여 평탄한 면을 만들어낸다”는 방법을 編み出しました. 아래와 같이 “A”, “B”, “C”의 3枚를 준비하여 “A와 B”, “B와 C”, “C와 A”라는 다른 조합으로何度も 야스리를 깎아 나간다면, 어느 한 쌍이 닿지 않기 때문에 상당히 평탄한 면을 만들어낼 수 있다는 거죠. 린스코트 氏は, “이는 공학에서 가장 아름다운 아이디어 중 하나입니다”라고 述べました.

니지 모즈리(ねじモーズリー)가 니지키리 선반(네지키리 선반)을 개발하기 전에는 각 공방(공방)이 수작(手作) 또는 다이스(ダイス)라는 도구(工具)를 사용하여 니지(ねじ)를 제조(製造)했습니다. 이러한 니지(ねじ)에 존재하는 니지산(ねじ山)은 불균일(不均一)했지만, 모즈리(모ーズリー)의 니지키리 선반에도 “리드 스크류(リードスクリュー)”라고 불리워지는 긴 니지(ねじ)가 있었고, 이것이 도구(工具)를 든 차(台車)를 움직여 니지산(ねじ山)을 절삭(切削)했습니다. 리드 스크류(リードスクリュー)가 불균일(不均一)하면 절삭(切削)되는 니지산(ねじ山)도 불균일(不均一)해지기 때문에, 모즈리(모ーズリー)는 “니지키리 선반을 만들기 전에 정확한 니지(ねじ)를 만드는” 과제(課題)에 끊임없는 노력(努力)을 기울여야 했습니다. 니지산(ねじ山)의 간격(ピッチ)은 니지(ねじ)의 직경(直径)과 직선(直線)의 기울기(傾き)에 의해 결정(決定)됩니다. 그러므로 모즈리(모ーズリー)는 목(木)이나 스즈(スズ)와 같은 부드러운 소재(素材)로 원통(円筒)을 만들어, 이(이) 과정(過程)에서 각도(角度)를 정확(正確)하게 고정(固定)한 칼(칼)을 들이대어 원통(円筒)을 회전(回転)시켰습니다. 원통(円筒)을 회전(回転)시키면 칼(칼)이 얕은 홈(溝)을 새겨, 이(이) 홈(溝)에 沿(沿)って 미끄러지는 형태로 칼(칼)이 이동(移動)하고, 니지산(ねじ山)이 만들어졌습니다. 린스코트(リンスコット) 氏は “모즈리(모ーズリー)는 기존(既存)의 니지(ねじ)를 모방(模倣)하는 것 없이, 독창적(獨創的)한 니지(ねじ)를 만들어 냈습니다.”라고 述べ(述)べて 있습니다.

더욱이 모즈리(Mozri)는 두(이) 개의 니지를 만들고, 각각(각각)의 니지에 하나의 도구를 부착(착부)하여 동시에 니지를 회전(회전)시키는 방식으로 “두(이) 개의 니지에 발생(발생)한 오차(오차)”의 절반(반)에 해당하는 오차(오차)로 새로운(새로운) 니지를 만드는 장치(장치)도 고안(고안)했습니다. 이(이)로 인해, 계속(계속) 생산(생산)되는 니지의 오차(오차)를 줄이고 정확(정확)한 니지를 만들어 냈습니다.

또한, 모즈리(Morse)는 하나의 나사에서 여러 개의 피치를 가진 나사를 생성하기 위해, 기어를 조합하여 피치를 변경하는 메커니즘도 고안했습니다.

이러한 공학적 발명과 개선의 누적을 통해, 린스코트(Linscott) 氏は 모즈리가 나사 절삭 방을 개발할 수 있었다고 요약했습니다.

[원문 보기](https://gigazine.net/news/20261013-how-machines-learned-precision/) | 출처: Gigazine