구슬이 돌 수 있는 헤어핀

모델 축척에서 실제 헤어핀은 너무 좁아요. 1:45,000에서 15 m 커브는 0.3 mm밖에 안 돼요. 그래서 모든 헤어핀을 홈 중앙 기준 구슬 너비의 약 1.3배인 U턴으로 넓히고, 그 뒤 구간을 커브 하나 폭만큼 옆으로 옮겨요. 연속된 지그재그는 아코디언처럼 펼쳐지고, 베드보다 길면 살짝 휘어요. 그래도 공간이 모자라면 이웃한 헤어핀 두 개를 함께 빼고(지그재그 한 구간이 사라져요) 몇 개를 뺐는지 페이지에 알려 줘요. 항상 쌍으로 빼서 나머지 도로는 같은 방향으로 돌아요. 더 작은 구슬, 더 큰 베드, 타일을 쓰면 더 많이 남길 수 있어요.

계속 굴러가게 하는 경사

트랙은 아래 지면과 별개인 자체 높이 프로필을 가져요. 언제나 내리막이고, 약 2°보다 완만해지지 않으며(출력한 플라스틱 위 쇠구슬이 여유 있게 구름 저항을 이기려면 그만큼 필요해요) 7½°보다 가팔라지지 않아요. 지형보다 낮게 지나는 곳은 절토 안에, 높게 지나는 곳은 성토 위에 놓여서 서포트 없이 출력돼요. 지형 높이는 루트가 평균 약 3½°로 내려가도록 정해지고, 둘 다 바꿀 수 있어요.

구르기 시뮬레이션

미끄러지지 않고 구르는 꽉 찬 공은 5⁄7 × g·sin(경사)로 가속하고, 나머지 에너지는 회전에 쓰여요. 여기에 레이어 선 위의 구름 저항(작은 구슬일수록 커요), 약간의 공기 저항, 커브에서 홈 옆면을 타고 오르는 마찰이 맞서요. 커브에서 구슬은 중력과 커브의 당기는 힘이 균형을 이루는 곳, tan ψ = v²⁄(r·g)에 자리 잡아요. 빠른 커브에서는 홈에 뱅크를 주고, 구슬이 높이 타는 곳은 바깥 벽을 높여요. 시뮬레이션은 구슬이 멈추거나, 꼭대기에서 튀어 나가거나, 벽을 넘을 곳을 찾아내고, 컵에 도착할 때까지 트랙을 완만하게 또는 가파르게 다듬어요.

출력하기

• 트랙은 대비되는 색으로 출력하세요. 3MF에서 트랙, 지형, 물, 결승 컵, 글자가 별도 파트예요.
• 가장 중요한 건 매끄러운 홈 바닥이에요. 트랙에는 얇은 레이어(페이지가 구슬에 맞는 높이를 제안해요)를 쓰거나 윗면에 아이어닝을 하세요.
• 서포트가 필요 없어요: 홈은 벽 기울기가 최대 20°인 열린 U자예요.
• 지형 내부는 대부분 비어 있어서 인필 8–10%면 충분해요. 타일에는 출력한 정렬 핀용 구멍이 있어요.
• 게이트를 위쪽 두 홈에 끼우고 그 뒤에 구슬을 놓은 다음 들어 올리세요.

어떤 구슬을 쓸까

베어링 구슬은 진구도가 천분의 몇 밀리미터 수준이고 크기에 비해 무거워서 똑바로 굴러가요. 크롬강(흔히 G25 베어링 볼로 판매)은 싸고 아주 매끄럽지만 자주 만지면 녹이 슬고, 스테인리스강(AISI 420 또는 440)은 조금 더 비싸지만 반짝임이 유지돼요. 16 mm 설정은 일반 유리구슬에 맞아요. 결승 컵 아래에 작은 원판 자석을 넣으면 쇠구슬이 딸깍 멈춰서 붙어 있어요.

알아 둘 점

시뮬레이션은 일반적인 PLA 출력물의 마찰 값을 쓴 모델이에요. 프린터, 필라멘트, 구슬마다 조금씩 달라서 테스트 조각이 필요해요. 트랙은 루트의 헤어핀을 순서대로 올바른 쪽에서 따라가지만 정확한 경로는 아니에요. 실제 도로에는 없는 공간이 필요하거든요. 결승 컵은 트랙이 끝나는 곳에 있어요. 터널은 절대 쓰지 않아요. 터널을 지나는 루트는 터널 입구에서 잘려요.