KR100710498B1 - How to make a three-dimensional model set - Google Patents
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Abstract
샘플링된 명산(名山) 또는 하천, 이들이 혼재된 지형의 전체를 조망함과 동시에 등산로 내지 이동경로를 쉽게 파악할 수 있는 등고선 및 하천이 형성된 입체 관광모형세트에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 2차원 지도 이미지로부터 추출된 2차원 지형 정보를 형상 모델링하고, 이를 3차원 그래픽 오브젝트를 이용하여 원판을 3차원으로 모형 가공하는 입체 모형제작방법에 있어서, 상기 원판을 15개 ~ 22개로 구비하되, 5mm ~ 12mm 두께의 아크릴 원판이 적용되고, 이를 차례로 적층시키는 등고선 적층단계; 상기 적층된 원판의 측면을 가공하여 가공시 가공 시작의 기준이 되는 영점(零點)셋팅 가공단계; 상기 셋팅된 원판을 3차원 머시닝 센터에 셋팅 한 후 등고선을 가공하되, 상기 등고선은 경사진 상태에 따라 계단형으로 수직 가공하는 등고선 황삭가공단계; 상기 등고선이 가공되었으면 동일한 수평방향의 등고선을 정삭하되, 수평으로 돌출된 부위는 반지름 1mm ~ 2mm 사이로 가공하는 정삭가공단계; 상기 정삭가공단계가 종료되면 녹색 내지 백색 중 어느 하나로 도장하는 페인트 도장단계; 및 상기 도장단계가 종료되면 투명 아크릴 상자의 내부로 상기 가공된 원판을 수용하여 마감하되, 상기 아크릴 상자의 상부 저면으로는 원판의 평면에서 바라본 2차원 평면상에 산의 등고선 및 봉우리, 계곡의 명칭이 인쇄된 스티커를 부착하여 완성하는 단계;로 이루어짐으로써 달성된다.The present invention relates to a set of three-dimensional tourism models in which contoured lines and streams can be easily identified while viewing the entire sampled mountain or river and the mixed terrain. According to the present invention, in the three-dimensional model manufacturing method for modeling the two-dimensional terrain information extracted from the two-dimensional map image, and modeling the original in three dimensions by using the three-dimensional graphic object, 15 ~ Containing 22, 5mm ~ 12mm thickness of the acrylic disc is applied, the contour stacking step of sequentially stacking; Zero-setting setting step of processing the side surface of the laminated disc as a reference for processing start; Contouring processing after setting the set disk in a three-dimensional machining center, wherein the contour lines are processed vertically in a stepped manner according to an inclined state; Finishing the contour line in the same horizontal direction if the contour line is processed, the horizontally projecting portion is a finishing step of processing between a radius of 1mm ~ 2mm; A paint coating step of painting any one of green to white when the finishing processing step is completed; And when the coating step is completed, the finished accommodating the finished disc into the interior of the transparent acrylic box, the bottom of the acrylic box, the contours and peaks of the mountain on the two-dimensional plane viewed from the plane of the disc, the name of the valley Affixed to the printed sticker is completed;
정삭, 황삭, 등고선, 산, 모형 Finishing, roughing, contours, mountains, models
Description
도 1은 본 발명에 따른 제작방법에 의해서 입체 관광모형세트가 완성된 상태를 보인 사시도.1 is a perspective view showing a state in which a three-dimensional tourist model set is completed by a manufacturing method according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 대상이 되는 아크릴 원판이 적층되는 상태를 보인 적층 상태도.Figure 2 is a lamination state diagram showing a state in which the acrylic disc that is the target of the three-dimensional tourist model set according to the present invention is laminated.
도 3은 적층된 아크릴 원판을 가공하는 상태를 보인 도면.Figure 3 is a view showing a state of processing the laminated acrylic disc.
도 4는 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 제작방법을 나타낸 블럭도.Figure 4 is a block diagram showing a manufacturing method of a three-dimensional tourism model set according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 다른 실시예.5 is another embodiment of a stereoscopic tourism model set according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 입체 관광모형세트에 광섬유를 설치하여 모형을 발광시킨 도면.Figure 6 is a view of emitting a model by installing an optical fiber in the stereoscopic tourism model set according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
10: 원판 12: 측면 10: disc 12: side
20: 공작 기계 22: 베드20: machine tool 22: bed
30: 아크릴 상자 32: 저면30: acrylic box 32: bottom
34: 외곽 케이스 40: 스티커34: outer case 40: sticker
50: 전원공급장치 60: 광섬유50: power supply 60: optical fiber
본 발명은 입체모형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샘플링된 명산(名山) 또는 하천, 이들이 혼재된 지형의 전체를 조망함과 동시에 등산로 내지 이동경로를 쉽게 파악할 수 있는 등고선 및 하천이 형성된 입체 관광모형세트에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional model, and more particularly, a three-dimensional tourism model formed with contour lines and streams that can easily grasp hiking trails and moving paths while viewing the entire sampled mountain or river and the mixed terrain. It's about the set.
일반적으로 모형 제작방법은 종이 또는 스티로폴 등 가공하기 쉬운 재료를 이용하여 절단 및 성형시켜 적층하는 방법을 이용하고 있으나, 그 작업은 시간과 인력소모가 부담스러웠으며 이는 제작비용이 상승되는 문제점이 발생되었다.In general, the model manufacturing method uses a method of cutting, forming and laminating using materials that are easy to process such as paper or styropol, but the work was time-consuming and labor-intensive, resulting in an increase in manufacturing cost. .
위와 같은 문제점을 해결하기 위해서 하천 등이 표현된 산맥 또는 산을 모형화시키는 방법으로 대한민국 1992년 특허공개번호 제0008657호 "모형도의 제작방법"이 개시되어 있다.In order to solve the above problems, a method of modeling a mountain range or a mountain in which rivers and the like are represented is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 0008657, "Method of Manufacturing Model".
위 공지의 일예는 정밀도를 유지하면서 단기일 내에 용이하게 모형도를 제작할 수 있도록 목재를 이용하고, 등고선의 간격차를 구비한 등고선 지도를 일정한 높이를 갖는 원판에 부착한 후 이를 정교하게 깍아 모형을 완성하고 있다.The above known example uses wood to make model drawings easily in a short period of time while maintaining precision, and attaches a contour map with contour gaps to a disc having a constant height and then sharply cuts the model to complete the model. Doing.
그러나, 위와 같은 방법은 일반적인 문제점과 같이 조각하듯 수작업을 수행하여야 하고, 이는 작업성이 떨어져 대량으로 생산되어야 하는 교육용 또는 관광용으로 판매하는 모형에 적용하기에는 무리가 따랐다.However, the above method has to be hand-carved as a general problem, which is difficult to apply to the model for sale for education or tourism that must be produced in large quantities due to poor workability.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 최소한의 수작업을 통하여 정밀하고, 대량 생산이 가능한 입체 지형세트를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a precise, mass-produced three-dimensional terrain set with minimal manual work.
본 발명의 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.Other objects and effects of the present invention will become apparent from the following detailed description, and the detailed description and examples showing the preferred embodiments of the present invention do not limit the scope of the present invention.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차원 지도 이미지로부터 추출된 2차원 지형 정보를 형상 모델링하고, 이를 3차원 그래픽 오브젝트를 이용하여 원판을 3차원으로 모형 가공하는 입체 모형제작방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object, in the three-dimensional model manufacturing method for shape-modeling the two-dimensional terrain information extracted from the two-dimensional map image, and modeling the original in three dimensions using a three-dimensional graphic object,
상기 원판을 15개 ~ 22개로 구비하되, 5mm ~ 12mm 두께의 아크릴 원판이 적용되고, 이를 차례로 적층시키는 등고선 적층단계;Containing 15 to 22 of the disc, 5mm ~ 12mm thickness of the acrylic disc is applied, the contour stacking step of laminating them in sequence;
상기 적층된 원판의 측면을 가공하여 가공시 가공 시작의 기준이 되는 영점(零點)셋팅 가공단계;Zero-setting setting step of processing the side surface of the laminated disc as a reference for processing start;
상기 셋팅된 원판을 3차원 머시닝 센터에 셋팅 한 후 등고선을 가공하되, 상기 등고선은 경사진 상태에 따라 계단형으로 수직 가공하는 등고선 황삭가공단계;Contouring processing after setting the set disk in a three-dimensional machining center, wherein the contour lines are processed vertically in a stepped manner according to an inclined state;
상기 등고선이 가공되었으면 동일한 수평방향의 등고선을 정삭하되, 수평으 로 돌출된 부위는 반지름 1mm ~ 2mm 사이로 가공하는 정삭가공단계;Finishing the contour line in the same horizontal direction if the contour line is processed, the horizontally projecting part is a finishing step of processing between a radius of 1mm ~ 2mm;
상기 정삭가공단계가 종료되면 녹색 내지 백색 중 어느 하나로 도장하는 페인트 도장단계; 및A paint coating step of painting any one of green to white when the finishing processing step is completed; And
상기 도장단계가 종료되면 투명 아크릴 상자의 내부로 상기 가공된 원판을 수용하여 마감하되, 상기 아크릴 상자의 상부 저면으로는 원판의 평면에서 바라본 2차원 평면상에 산의 등고선 및 봉우리, 계곡의 명칭이 인쇄된 스티커를 부착하여 완성하는 단계;로 이루어짐으로써 달성된다.When the coating step is finished, the finished accommodating disc is finished inside the transparent acrylic box, and the top surface of the acrylic box has the contours, peaks and valleys of the mountain on a two-dimensional plane viewed from the plane of the disc. It is achieved by consisting of; the step of completing the printed sticker.
또한, 상기 아크릴 원판은 동일한 두께로 적층되는 것을 특징으로 한다.In addition, the acrylic disc is characterized in that the laminated to the same thickness.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, like reference numerals designate functionally identical or similar parts throughout the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 제작방법에 의해서 입체 관광모형세트가 완성된 상태를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 대상이 되는 아크릴 원판이 적층되는 상태를 보인 적층 상태도이고, 도 3은 적층된 아크릴 원판을 가공하는 상태를 보인 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 제작방법을 보인 블럭도이다.1 is a perspective view showing a state in which a stereoscopic tourism model set is completed by a manufacturing method according to the present invention, and FIG. 2 is a lamination state diagram showing a state in which an acrylic disc, which is a target of the stereoscopic tourism model set, according to the present invention is laminated. 3 is a view showing a state of processing a laminated acrylic disc, Figure 4 is a block diagram showing a manufacturing method of a three-dimensional tourist model set according to the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 입체 관광모형세트의 제작방법은 2차원 지도 이미지로부터 추출된 2차원 지형 정보를 형상 모델링한 후 3차원 그래픽 오브젝트를 이용하여 원판을 3차원으로 모형 가공하는 입체 모형제작방법이 적용된다.1 to 4, the method of manufacturing a stereoscopic tourism model set according to the present invention models a two-dimensional terrain information extracted from a two-dimensional map image and then models a three-dimensional disk using a three-dimensional graphic object. Processing three-dimensional modeling methods are applied.
이러한 입체 모형제작방법은 대한민국 등록실용신안 제209594호 "입체 지도 제작 장치"에 개시되어 있으며, 본 발명은 이러한 입체 모형제작방법을 이용한다.Such a three-dimensional model production method is disclosed in Republic of Korea Utility Model Model No. 209594 "Three-dimensional map production apparatus", the present invention uses such a three-dimensional model production method.
본 발명에서 3차원으로 모형 가공을 적용하기 위해서는 형상 모델링된 지형정보를 가공프로그램으로 변환시키는 통상의 캠(CAM) 소프트웨어가 적용되고, 이를 툴 패스(Tool Path)하여 수치가공 코드(NC Code)를 생성시킨다.In order to apply the modeling in three dimensions in the present invention, a conventional CAM software for converting the shape-modeled terrain information into a machining program is applied, and a tool path is used to convert the NC code. Create
바람직하게, 캠 소프트웨어는 카티아(Catia)를 이용하여 수치가공 코드를 생성시키고, 이러한 수치가공 코드는 워크스테이션에 의해 공작기계(20), 바람직하게 범용 3축 머시닝센터로 전송되어 가공을 수행하게 된다.Preferably, the cam software generates a numerical code using Catia, which is then transmitted by the workstation to the
위와 같은 가공을 수행하기 위한 본 발명은 다음과 같은 단계(S100 ~ S600)를 수행한다.The present invention for performing the above processing performs the following steps (S100 ~ S600).
먼저, 가공 전 원판(10)은 공작기계의 베드(22) 상에 셋팅되어야 한다. 이를 위해 원판(10)의 가공을 위해 등고선 적층단계(S100)를 수행한다.First, the
등고선 적층단계(S100)는 원판(10)이 15개 ~ 22개 사이에서 겹쳐진 상태로 구비되고, 이러한 원판(10)은 5mm ~ 12mm 두께의 아크릴 원판이 적용된다.Contour lamination step (S100) is provided with a
위와 같이 적층된 아크릴 원판의 각각은 등고선을 이루게 되고, 본 발명에 적용되는 개별적인 아크릴 원판은 모두 동일한 두께로 적용된다. 특히, 적층시키는 각 원판(10)은 에틸 시아노아크릴레이트(Ethyl Cyanoacrylate)를 주성분으로 하고, 점성(Viscosity)은 100cps ∼ 120cps인 순간 접착제에 의해서 차례로 접착된다. 또한, 동일한 두께로 인해 가공시 등고선의 경사가 완만하게 되거나 급격한 경사를 이룰 때 입체적인 표현이 더욱 명확하게 된다.Each of the acrylic discs stacked as described above forms a contour line, and the individual acrylic discs applied to the present invention are all applied with the same thickness. In particular, each of the
영점셋팅 가공단계(S200)는 적층된 원판(10)의 측면(12)을 가공하여 가공시 가공 시작의 기준이 되는 영점(零點)을 가공한다.In the zero setting machining step (S200), the
영점이 되는 측면(12)은 통상 X, Y, Z 3축의 기준이 되는 곳으로, 서로 직교하고 있다.The
이러한 영점은 3축 머시닝 센터의 툴(Tool)이 가공을 시작하는 점이고, 이러한 상태로 셋팅된 원판(10)은 머시닝 센터의 베드(22) 상에 위치하게 된다.This zero point is where the tool of the three-axis machining center starts machining, and the
황삭가공단계(S300)에서는 셋팅된 원판(10)을 3차원 머시닝 센터의 베드(22)상에 셋팅 한 후 등고선을 가공하되, 상기 등고선은 경사진 상태에 따라 계단형을 이루며 수직 또는 수평방향으로 가공하게 된다.In the rough machining step (S300), the
정삭가공단계(S400)는 계단형의 등고선이 가공되었으면 동일한 수평방향의 등고선을 정삭하되, 수평으로 돌출된 부위는 반지름 1mm ~ 2mm 사이로 가공하게 된다.Finishing step (S400) is to finish the contour in the same horizontal direction if the contour of the step-shaped contour is processed, the horizontally projected portion is processed between the radius of 1mm ~ 2mm.
이때 돌출된 부위를 반지름 1mm ~ 2mm로 한정하는 이유는 동고선의 입체적인 표현을 더욱 명확하게 하기 위한 것으로, 완만한 곡선처리보다는 보는 이로 하여금 산 또는 하천의 윤곽을 명확히 파악되도록 하기 위함이다.The reason for limiting the protruding part to the radius of 1mm ~ 2mm is to make the three-dimensional representation of the contour line more clear, so that the viewer can clearly understand the outline of the mountain or river rather than the gentle curve processing.
페인트 도장단계(S500)에서는 등고선이 명확히 표현된 원판(10)에 계절별 색상 중 어느 하나로 도장하여 계절별로 산 또는 하천의 색상을 표현한다.In the paint painting step (S500) by painting any one of the seasonal colors on the
계절별 색상은 녹색, 백색, 황색 또는 이들을 혼합한 색상을 포함한다.Seasonal colors include green, white, yellow or a mixture of these.
모형세트를 완성하는 단계(S600)는 투명 아크릴 상자(30)의 내부로 상기 가공된 원판(10)을 수용하여 마감하되, 상기 아크릴 상자(30)의 상부 저면(32)으로는 원판(10)의 평면에서 바라본 2차원 평면상에 산의 등고선 및 봉우리, 계곡의 명칭 등이 인쇄된 스티커(40)를 부착시킨다.Completing the model set (S600) is to receive the finished
본 발명에서 등고선이 명확히 가공되고, 일정한 색상이 도장된 원판(10)은 사각형의 형상으로 이루어진 투명 아크릴 상자(30) 내부에 안착되고, 바닥면을 이루는 외곽 케이스(34)가 아크릴 상자(30)를 고정시키는 구성으로 이루어져 있다.In the present invention, the contour line is clearly processed, and the
바람직하게, 원판(10)은 아크릴 상자(30)에 상기 순간 접착제에 의해서 견고히 접착되며, 외곽 케이스(34) 역시 아크릴 상자(30)에 견고히 접착되어 입체 관광모형세트를 제공할 수 있다.Preferably, the
즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 입체 모형세트의 제작방법을 제공하여 정교하고, 더욱 입체적인 산과 하천을 표현할 수 있다.In other words, as will be clear from the foregoing description, the present invention provides a manufacturing method of a three-dimensional model set, and can express elaborate and more three-dimensional mountains and rivers.
본 발명에 있어서, 그 밖에 여러 가지 변형예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 예를 들면, 필요에 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 투명한 재질로 셋팅된 원판(10)의 내부를 음각하여 외부에서 모형으로 볼 수 있도록 할 수 있다. 이렇게 투명의 재질로 이루어진 원판(10)은 바람직하게 사각의 형상으로 이루어져 있고, 이는 전술한 영점셋팅 등 동일한 작업과정에 의해서 가공될 수 있다.In the present invention, it goes without saying that various other modifications are possible. For example, as shown in FIG. 5, the inside of the
또한, 도 6은 본 발명에 적용된 원판(10)에 광섬유(60)를 설치하고, 이 광섬유(60)에 전원을 공급하는 전원공급장치(50)를 추가하여 발광시킬 수도 있다.In addition, FIG. 6 may install an
나아가, 본 발명은 생성된 수치가공 코드가 입력된 워크스테이션에 의해 전술한 공작기계(20) 외에 크리스탈 등과 같은 물체를 가공할 수 있는 레이저가공기에 의해서 적층된 원판(10)을 음각으로 가공시켜 입체적인 효과를 표현할 수도 있 다.Furthermore, the present invention engraves the three-
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. For this reason, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is shown by the scope of the claims, and is not limited by the specification text. Again, all variations and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체 모형세트의 제작방법에 의하면, 정교하게 샘플링된 명산(名山) 또는 하천, 이들이 혼재된 지형의 전체를 조망함과 동시에 등산로 내지 이동경로를 쉽게 파악할 수 있어 학습 교구용 또는 관광용으로 활용이 가능하다.As described in detail above, according to the manufacturing method of the three-dimensional model set according to the present invention, it is possible to easily grasp the hiking trails or the movement route while viewing the elaborately sampled Mt. It can be used for teaching aids or tourism.
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