KR100941872B1 - 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 입체 스캐닝을 통한 조형물의 골조 제작은 물론, 외형제작까지 가능하도록 한 설계도면이 필요치 않은 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법이 개시되어 있다. 이를 위하여 축소모형을 제작하는 단계, 축소모형을 3차원으로 입체화시키는 단계, 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계, 및 단면데이터를 추출하는 단계를 포함한다. 그리고 단면데이터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한 후, 제작된 각각의 스티로폼을 서로 결합하는 단계, 모형의 외형을 다듬는 단계, 외형을 몰드 처리하는 단계, 스티로폼 모형을 제거하는 단계, 외형 몰드 내부벽에 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계, 및 외형 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공한다. 본 발명에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 사용하면, 대형 조형물의 골조 제작에서부터 외형제작까지 시행착오 없이 제작할 수 있음은 물론, 설계도면 대신 축소 모형을 이용함으로서 제작비용의 절감효과를 기대할 수 있다.

Description

3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법{METHOD OF MANUFACTURING LARGE SCULPTURE USING 3D MODELING}
본 발명은 대형 조형물을 제작하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축소 모형의 3차원 모델링을 이용해 대형 조형물을 제작함으로써, 대형 조형물의 제작시 시행착오를 거치지 않고 보다 효율적인 제작이 가능하도록 한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법에 관한 것이다.
종래에는 대형 조형물을 제작하는데 있어, 제작 도면이 없는 경우 제작자의 육안이나 감각에 의존하여 제작할 수밖에 없었다. 이러한 방법은 오로지 제작자의 육감에만 의존해야하는 관계로 정확한 형상의 제작이 어렵거나 또는 불가능 하다는 문제점이 있다.
또한, 대형 조형물의 제작을 위해서는 여러 번의 시행착오를 거쳐야 함에 따라 생산비용이 상승한다는 문제점을 안고 있다.
만약 제작자의 능력이 탁월해 대형 조형물의 제작이 가능하다 하더라도 제작 할 때마다 외형이 동일한 조형물의 제작이 불가능 하다는 문제점이 있다.
이에 도면이 없는 대형 조형물의 임의 형상을 제작한 후, 3차원 입체 스캐닝 작업을 통해 골조를 형성하여 대형 조형물을 제작하는 방법이 개발되었다.
예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0071252호(2003년09월03일 공개)에 "입체 스캐닝 기법에 의한 대형 조형물 제작방법"이 개시되어 있다.
이는 임의 형상을 3차원 입체 스캐닝작업을 하고, 스캔 데이터를 특정 프로그램을 통해 편집하여 등고선을 추출하여 추출된 등고선을 일정한 경도차 간격으로 도출하여 이를 와이어로 성형한 후, 와이어를 중첩시켜 용접함으로서, 조형물의 골조를 제작하도록 하는 입체 스캐닝 기법에 의한 대형 조형물 제작방법에 관한 것이다.
그러나 이 기술의 경우 스캐닝 작업을 통해 등고선 추출하고 추출된 등고선을 통해 대형 조형물의 골조를 제작하는 기술로써, 이는 단순히 대형 조형물의 골조를 제작하는데 국한된 기술이다. 즉, 대형 조형물의 골조를 제작하는데 그치지 않고 제작된 골조를 바탕으로 대형 조형물을 완성할 수 있는 대형 조형물 제작방법이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0048451호(2008년06월02일 공개)에 "축소 모형의 표면 분할을 이용한 구조물 골조 제조방법"이 개시되어 있다.
이는 복잡한 외형을 가지는 구조물의 골조 제조시 구조물의 축소 모형을 미리 제작하고, 이를 도면화하여 데이터화시킨 후, 이 데이터를 근거로 하여 자유곡면을 갖는 구조재를 제작한 다음, 이 구조재를 조합하여 구조물의 외형에 맞는 골 조를 제조하는 축소 모형의 표면 분할을 이용한 구조물 골조 제조방법에 관한 것이다.
그러나 이 기술의 경우 구조물의 외형을 따라가면서 골조의 모양을 정하고, 정해진 골조의 길이를 적당히 구간구간 분할하는 과정에서 구조재의 수가 많아질 경우 작업의 번거로움이 발생한다는 이유로 골조 외형의 분할을 최소한으로 분할한 기술이나, 이러한 골조의 분할로 인해 최소한으로 분할된 골조부분을 결합하더라도 개략적인 외형만이 형성될 뿐, 보다 자세한(섬세한) 외형의 제작이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 이 기술 역시 단순히 조형물의 골조를 제작하는데 국한된 기술인 바, 조형물의 골조를 제작하는데 그치지 않고 제작된 골조를 바탕으로 조형물을 완성할 수 있는 조형물 제작방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 3차원 입체 스캐닝을 통한 골조 형성뿐만 아니라, 조형물의 외형제작까지 가능하도록 함으로써, 설계 도면없이 대형 조형물의 제작이 가능한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실제 조형물을 축소한 축소모형을 제작하는 단계; 상기 제작된 축소모형을 3D로 입체 스캔을 통해 3차원으로 입체화시키는 단계; 상기 3차원으로 입체화된 모형을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계; 상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계; 상기 단면데이터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한 후, 제작된 각각의 스티로폼을 서로 결합하는 단계; 상기 결합된 스티로폼 모형의 외형을 다듬는 단계; 상기 다듬어진 스티로폼 모형의 외형을 몰드 처리하는 단계; 상기 외형 몰드 내부로부터 스티로폼 모형을 제거하는 단계; 상기 스티로폼 모형이 제거된 상기 외형 몰드 내부벽에 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계; 및 상기 외형 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공한다.
본 발명에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 사용하면, 대형 조형물의 골조 제작에서부터 외형제작까지 시행착오 없이 제작할 수 있다는 이점이 있다.
그리고 대형 조형물의 설계도면 대신 축소 모형을 이용해 조형물을 제작함으로서, 제작비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 대형 조형물의 설계도면 없이 조형물의 효율적인 제작이 가능하도록 실제 대형 조형물을 축소한 축소모형을 제작하여 이를 모델링하거나, 3D 프로그램을 통해 실제 대형 조형물을 3차원 입체 형상화시켜 이를 모델링하여 추출된 단면데이터를 바탕으로 조형물을 제작하는 방법을 제시한다.
이하 도면을 참조하여 각 구성요소별로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 축소 모형을 제작하는 단계(S100)와 축소모형을 3D로 입체 스캔하는 단계(S105)를 포함한다.
대형 조형물을 실제 크기로 바로 제작할 경우 정확한 형상을 제작하기 위해서는 많은 시행착오를 겪어야 하며, 이로 인해 일정시간내에 원하는 형상의 대형 조형물을 제작하는데 어려움이 있다. 이에 따라 대형 조형물의 제작기간과 제작비용이 상승한다는 문제점이 있다.
이에 따라서 상기 스텝 S100은 대형 조형물을 제작하는데 있어, 실제 대형 조형물을 미니어처(miniature) 즉, 축소 모형으로 제작하는 단계이다. 이러한 단 계(S100)는 대형 조형물을 제작하는데 있어 시행착오와 제작시 소요되는 기간 및 비용의 상승을 최소화하기 위한 첫 번째 단계에 속한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 축소 모형을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 설계도면 없이 대형 조형물을 제작할 수 있도록 첫 번째 과정으로 실제 대형 조형물(눈사람 조형물)을 축소 모형(10)으로 제작한다.
그리고 상기 스텝 S105는 상기 대형 조형물의 축소 모형을 3차원(3D)으로 입체 스캔하는 단계이다. 즉, 스텝 S105는 상기 스텝 S100을 통해 축소된 모형을 3D 입체 스캔장치를 통해 3차원 형상으로 입체화시키는 단계이다.
그리고 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 실제 조형물의 크기와 대응되는 좌표값을 추출하는 단계(S110)와, 단면데이터를 추출하는 단계(S115)를 포함한다.
보다 상세하게는 상기 스텝 S110은 상기 스텝 S105를 통해 3차원 형상으로 입체화된 모형을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계이다. 즉, 상기 3차원으로 입체화된 모형을 실제 조형물의 크기 형상으로 확대하는 것을 의미한다.
이를 위해 상기 스텝 S110에서 수치적인 좌표값을 추출하기 위해 채택된 상기 3D 프로그램은 상기 3D 입체 스캔장치를 통해 3차원으로 입체화된 모형을 기계적으로 3차원 좌표값을 추출할 수 있는 솔리드웍스(solidworks), 3D 캐드, 유지, 라이노(Rhino), 또는 카티아(Catia) 등의 프로그램을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 스텝 S115는 상기 스텝 S110을 통해 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계이다.
상기 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터는 10㎝ 또는 20㎝ 크기의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지도록 추출하는 것이 바람직하며, 단면 두께는 최초 설정에 따라 달리 결정될 수 있을 것이다. 이러한 단면 두께는 실제 대형 조형물의 외형이 단순할 경우에는 그 두께를 크게(두껍게)할 수 있을 것이며, 만약 대형 조형물의 외형이 복잡할 경우에는 그 두께를 작게(얇게)할 수 있을 것이다.
즉, 상기 단면 두께의 설정은 조형물 외형의 표면의 거칠기의 정도에 따라 달리질 수 있을 것이다.
또한, 상기 단면데이터는 링 형태의 단면데이터로 추출하는 것이 바람직하다. 상기 추출되는 단면데이터는 실제 조형물의 크기가 서로 부합되도록 확대된 단면데이터를 의미한다.
그리고 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 추출된 단면데이터에 따라 스티로폼 모양을 제작한 후, 각각의 스티로폼 모양을 결합하는 단계(S120)와, 결합된 스티로폼 외형을 다듬는 단계(S125)를 포함한다.
보다 상세하게는 상기 스텝 S120은 상기 스텝 S115를 통해 추출된 단면데이 터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한다. 그리고 제작된 각각의 스티로폼 모양을 조형물의 형상에 부합되도록 결합하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 스티로폼 골조의 결합 과정을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 스텝 S115를 통해 추출된 단면데이터를 스티로폼 모양(20)으로 제작하고, 제작된 각각의 스티로폼 모양(20)을 실제 조형물의 외형 형상과 부합하도록 결합시킨다.
본 발명에서는 상기 스텝 S115를 통해 추출된 단면데이터를 스티로폼 재질로 제작하였으며, 이렇게 제작된 스티로폼 모양(20)은 후술하는 과정을 통해 제거되는 바, 상기 추출된 단면데이터를 형상화시키는 재질을 상기 스티로폼 이외에도 제거가 용이한 재질 예를 들어 하드보드지 등을 사용하여도 무방할 것이다.
상기 스텝 S125는 상기 스텝 S120을 통해 조형물의 형상과 최대한 부합할 수 있도록 결합된 스티로폼 모형의 외형을 매끄럽게 다듬는 단계이다.
즉, 상기 추출된 단면데이터의 두께에 따라 결합된 스티로폼 모형 외형의 매끄럽기가 달라질 수 있으며, 이러한 스티로폼 모형 외형을 매끄럽게 다듬는 과정이다. 이에 따라서 상기 스텝 S120은 상기 스텝 S115를 통해 추출되는 단면데이터의 두께에 의해 스티로폼 모형 외형이 매끄럽다면 생략할 수도 있을 것이다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 스티로폼 모형의 외형을 몰드 처리하는 단계(S130)와, 외형 몰드 내 부의 스티로폼 모형을 제거하는 단계(S135)와, 외형 몰드 내부를 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계(S140), 및 외형 몰드를 제거하는 단계(S145)를 포함한다.
보다 상세하게는 상기 스텝 S130은 상기 스텝 S125를 통해 외형이 다듬어는 스티로폼 모형의 외형에 몰드 처리하는 단계이다. 보다 상세하게는 상기 스티로폼 모형의 표면에 몰드 처리를 하되, 석고, 실리콘(silicon), 또는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 등을 선택적으로 사용하여 몰딩처리하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 스텝 S135는 상기 스텝 S130을 통해 스티로폼 모형의 외형(표면)에 몰드 처리가 완료되면, 외형 몰드 내부에 있는 스티로폼 모형을 외형 몰드 내부로부터 제거하는 단계이다.
본 발명의 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 상기 스텝 S100 내지 스텝 S135를 거쳐 스티로폼 모형 외형에 몰드처리를 한 후, 외형 몰드 표면에 색조 마무리를 함으로써, 조형물의 제작을 완료할 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 스티로폼 골조 외형의 몰드처리 과정과 몰드 내부의 스티로폼 골조를 제거하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 스텝 S130을 통해 외형(표면)이 다듬어진 스티로폼 골조(20)의 외형(표면)에 몰드(30)처리를 하고, 몰드(30)가 완료되면, 외형 몰드(30) 내부에 있는 스티로폼 모형(20)을 외형 몰드(30)로부터 제거토록 한다.
그리고 상기 스텝 S140은 상기 스텝 S135를 통해 내부의 스티로폼 모형이 제거된 외형 몰드 내부벽을 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계이다.
상기 외형 몰드 내부에 형성되는 내부 몰드의 재질로는 석고, 실리콘(silicon), 또는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 등을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 몰드 내부를 조형물 재질로 몰드 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 스텝 S140은 상기 스텝 S135을 통해 외형 몰드(30) 내부에 위치한 스티로폼 모형이 제거된 후, 외형 몰드(30) 내부에 조형물 재질로 일정한 두께를 가지는 내부 몰드(40)를 제작하는 것이다. 상기 내부 몰드(40)의 두께는 최초 설계 목적에 따라 그 두께를 달리 채택할 수 있을 것이다.
그리고 상기 스텝 S145는 상기 스텝 S140을 통해 내부 몰드 처리가 완료되면, 외형 몰드를 제거하는 단계이다.
본 발명의 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 상기 스텝 S140을 통해 내형 몰드 처리가 완료된 후, 외형 몰드 표면을 색조 마무리하여 조형물 제작을 완료할 수도 있을 것이고, 또는 상기 스텝 S145를 거쳐 외형 몰드를 제거한 후, 내부 몰드 외형(표면)을 색조 마무리하여 조형물 제작을 완료할 수도 있을 것이다. 이처럼 조형물 제작을 완료하는 최종 단계는 최초 설계 목적에 따라 선택적으로 달리 할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 상기 스텝 S145를 거쳐 제작 완료된 조형물에 추가로 외형 형상을 통한 내부 골격을 역설계하는 단계(S150)와 역설계에 따른 내부 골조를 제작하는 단계(S155)를 더 포함할 수 있다.
상기 스텝 S150 및 스텝 S155는 상기 스텝 S100 내지 스텝 S145를 통해 제조된 조형물이 바람 등의 외부 환경에 의해 영향을 받을 경우, 제조된 조형물을 보다 견고하게 제조하기 위한 단계이다.
즉, 제조된 조형물이 외부 환경에 의해 영향을 받을 경우, 외형을 통한 내부 골격의 역설계를 통해 조형물의 내부 골조를 제작하는 단계이다.
이를 위해서 본 발명은 조형물의 내부 골격을 역설계하는 스텝 S150과 역설계된 내부 골격을 바탕으로 조형물의 내부 골조를 제작하는 스텝 S155를 추가로 포함하는 것이 바람직할 것이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 스텝 S150은 상기 스텝 S110을 통해 모델링된 축소모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하는 단계이다. 상기 내부 골격의 역설계는 조형물의 내부에 형성되는 골격 즉, 골조 데이터를 설정하는 것을 의미한다. 상기 내부 골격의 역설계에 따라 설정되는 골조의 개수는 조형물의 크기 또는 외형에 따라 선택적으로 달리 채택할 수 있을 것이다.
그리고 상기 스텝 S155는 상기 스텝 S150을 통해 설계된 조형물의 내부골조 데이터를 바탕으로 골격을 제작하여, 제작된 골격을 상기 조형물의 내부 즉, 내부 몰드(40) 내부에 형성하는 단계이다.
상기와 같이 스텝 S150과 스텝 S155를 거쳐 조형물 내부의 골조 제작을 완료 한 후, 내부 몰드(40) 외부의 마감처리(예를 들어 색조 마무리)를 거쳐 조형물을 완성할 수도 있다.
그리고 본 발명은 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공한다. 이하, 상술한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법에 대한 기재와 공통되는 부분의 기재는 생략하거나 약술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 3D 모델링 프로그램을 통해 실제 조형물을 3차원 입체형상으로 모델링하는 단계(S200); 상기 3차원으로 입체화된 형상을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계(S205); 상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계(S210); 상기 단면데이터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한 후, 제작된 각각의 스티로폼을 서로 결합하는 단계(S215); 상기 결합된 스티로폼 모형의 외형을 다듬는 단계(S220); 상기 다듬어진 스티로폼 모형의 외형을 몰드 처리하는 단계(S225); 상기 외형 몰드 내부로부터 스티로폼 모형을 제거하는 단계(S230); 상기 스티로폼 모형이 제거된 상기 외형 몰드 내부벽에 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계(S235); 및 상기 외형 몰드를 제거하는 단계(S240)를 포함한다.
상기 스텝 S200은 3D 모델링 프로그램을 통해 실제 조형물을 3차원 입체형상으로 모델링하는 단계로써, 3차원 입체형상 모델링을 위해 사용되는 상기 프로그램은 맥스(max), 마야, 또는 Z 브러쉬 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 스텝 S210의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터는 10㎝ 또는 20㎝ 크기의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지도록 추출하는 것이 바람직하며, 단면 두께는 최초 설정에 따라 달리 결정될 수 있을 것이다.
그리고 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 상기 스텝 235를 거쳐 제작 완료된 조형물에 추가로 외형 형상을 통한 내부 골격을 역설계하는 단계(S245)와 역설계에 따른 내부 골조를 제작하는 단계(S250)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공한다. 이하, 상술한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법에 대한 기재와 공통되는 부분의 기재는 생략하거나 약술하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 실제 조형물을 축소한 축소모형을 제작하는 단계(S300)와, 상기 제작된 축소모형을 3D로 입체 스캔을 통해 3차원으로 입체화시키는 단계(S305), 및 상기 3차원으로 입체화된 모형을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크 기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계(S310)를 포함한다. 그리고 상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형을 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계(S315)를 포함한다.
상기 스텝 S315는 대형 조형물이 바람 등의 외부 환경에 의해 영향을 받을 수 있는 높이를 가질 경우, 외부의 영향을 받지 않도록 보다 견고하게 제작하기 위해 조형물 내부골격을 역설계하여 추출하는 단계이다.
보다 상세하게는 상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하되, 역설계되는 내부 골격의 개수는 입체화된 모형의 외형 형상에 따라 능동적으로 달리 설계하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계(S320)와, 상기 추출된 단면 및 내부골격 데이터에 따른 모양을 각각 제작하고, 제작된 각각의 모양을 결합하여 조형물의 골조를 제작하는 단계(S325)와, 상기 조형물의 골조 표면을 메쉬망을 이용해 제작하는 단계(S330), 및 상기 메쉬망 표면을 시멘트로 마무리하는 단계(S335)를 포함한다.
상기 스텝 S320의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터는 10㎝ 또는 20㎝ 크기의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지도록 추출하는 것이 바람직하다.
상기 스텝 S320의 단면데이터는 링 형태의 단면데이터로 추출하는 것이 바람 직하다. 상기 추출되는 단면데이터는 실제 조형물의 크기가 서로 부합되도록 확대된 단면데이터를 의미한다.
상기 스텝 S325의 조형물의 골조를 제작하는 단계는 추출된 단면데이터는 철근을 이용해 제작하는 것이 바람직하고, 내부골격 데이터는 각파이프로 제작하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 각파이프로 제작된 내부골격과 철근으로 제작된 단면데이터를 실제 조형물의 형상과 부합되도록 결합시켜 조형물의 골조를 완성한다.
상기 스텝 S330은 상기 스텝 S325를 통해 제작된 골조 외형(표면)을 메쉬망을 이용해 제작하는 단계이며, 상기 스텝 S335는 상기 메쉬망으로 제작된 골조 외형을 시멘트로 마무리하는 단계이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 개략적인 제작 실시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 스텝 S300은 설계도면 없이 대형 조형물을 제작할 수 있도록 실제 대형 조형물을 축소한 축소모형(50)을 제작한다.
그리고 도 9를 참조하면, 상기 스텝 S300을 통해 제작된 축소모형(50)은 상기 스텝 S305 내지 S320을 통해 추출된 단면 및 내부골격 데이터를 바탕으로 상기 스텝 S325를 통해 철근 또는 각파이프를 통해 제작하고, 제작된 각각의 모양을 결합하여 각파이프(60)와 철근(65)으로 이루어진 조형물 골조를 제작한다.
또한, 도 10 내지 도 11을 참조하면, 상기 스텝 S325를 통해 제작된 골조 외형(표면)을 메쉬망(70)으로 제작한다. 이렇게 제작된 메쉬망(70) 골조는 표면을 시멘트(80)로 마무리하여 조형물 제작한다.
이렇게 시멘트 등을 통해 표면처리가 완료되면, 완료된 표면에 마감처리(예를 들어 색조 마무리)를 거쳐 조형물이 완성된다.
그리고 본 발명은 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 제공한다. 이하, 상술한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법에 대한 기재와 공통되는 부분의 기재는 생략하거나 약술하기로 한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법은 3D 모델링 프로그램을 통해 실제 조형물을 3차원 입체형상으로 모델링하는 단계(S400); 상기 3차원으로 입체화된 형상을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계(S405); 상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계(S410); 상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계(S415); 상기 추출된 단면 및 내부골격 데이터에 따른 모양을 각각 제작하고, 제작된 각각의 모양을 결합하여 조형물의 골조를 제작하는 단계(S420); 메쉬망을 이용해 상기 조형물의 골조 표면을 제작하는 단계(S425); 및 상기 메쉬망 표면을 시멘트로 마무리하는 단계(S430)를 포함한다.
상기 스텝 S415의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터는 10㎝ 또는 20㎝ 크기의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지도록 추출하는 것이 바람직하다.
상기 스텝 S420의 조형물의 골조를 제작하는 단계는 추출된 단면데이터는 철근을 이용해 제작하는 것이 바람직하고, 내부골격 데이터는 각파이프로 제작하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 각파이프로 제작된 내부골격과 철근으로 제작된 단면데이터를 실제 조형물의 형상과 부합되도록 결합시켜 조형물의 골조를 완성한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 개략적인 제작 실시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 개략적인 제작 실시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
10, 50 : 축소 모형 20 : 스티로폼 골조
30 : 몰드 40 : 조형물 재질
60, 65 : 골조 70 : 메쉬망
80 : 시멘트

Claims (7)

  1. 실제 조형물을 축소한 축소모형을 제작하는 단계;
    상기 제작된 축소모형을 3D로 입체 스캔을 통해 3차원으로 입체화시키는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 모형을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계;
    상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계;
    상기 단면데이터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한 후, 제작된 각각의 스티로폼을 서로 결합하는 단계;
    상기 결합된 스티로폼 모형의 외형을 다듬는 단계;
    상기 다듬어진 스티로폼 모형의 외형을 몰드 처리하는 단계;
    상기 외형 몰드 내부로부터 스티로폼 모형을 제거하는 단계;
    상기 스티로폼 모형이 제거된 상기 외형 몰드 내부벽에 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계; 및
    상기 외형 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 내부골격 데이터에 따른 모양을 철근 또는 각파이프로 제작하는 단계; 및
    상기 제작된 내부골격을 통해 상기 내부 몰드의 내부골격을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
  4. 3D 모델링 프로그램을 통해 실제 조형물을 3차원 입체형상으로 모델링하는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 형상을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계;
    상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계;
    상기 단면데이터에 따른 모양을 스티로폼으로 제작한 후, 제작된 각각의 스티로폼을 서로 결합하는 단계;
    상기 결합된 스티로폼 모형의 외형을 다듬는 단계;
    상기 다듬어진 스티로폼 모형의 외형을 몰드 처리하는 단계;
    상기 외형 몰드 내부로부터 스티로폼 모형을 제거하는 단계;
    상기 스티로폼 모형이 제거된 상기 외형 몰드 내부벽에 조형물 재질로 몰드 처리하는 단계; 및
    상기 외형 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 내부골격 데이터에 따른 모양을 철근 또는 각파이프로 제작하는 단계; 및
    상기 제작된 내부골격을 통해 상기 내부 몰드의 내부골격을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
  6. 실제 조형물을 축소한 축소모형을 제작하는 단계;
    상기 제작된 축소모형을 3D로 입체 스캔을 통해 3차원으로 입체화시키는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 모형을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대 응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계;
    상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계;
    상기 추출된 단면 및 내부골격 데이터에 따른 모양을 각각 제작하고, 제작된 각각의 모양을 결합하여 조형물의 골조를 제작하는 단계;
    메쉬망을 이용해 상기 조형물의 골조 표면을 제작하는 단계; 및
    상기 메쉬망 표면을 시멘트로 마무리하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
  7. 3D 모델링 프로그램을 통해 실제 조형물을 3차원 입체형상으로 모델링하는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 형상을 3D 프로그램을 통해 실제 조형물 크기와 대응되는 수치적인 좌표값을 추출하는 단계;
    상기 3차원으로 입체화된 모형의 외형 형상을 바탕으로 내부 골격을 역설계하여 내부골격 데이터를 추출하는 단계;
    상기 추출된 좌표값을 바탕으로 입체화된 모형의 일정한 경도차 간격을 두께로 가지는 단면데이터를 추출하는 단계;
    상기 추출된 단면 및 내부골격 데이터에 따른 모양을 각각 제작하고, 제작된 각각의 모양을 결합하여 조형물의 골조를 제작하는 단계;
    메쉬망을 이용해 상기 조형물의 골조 표면을 제작하는 단계; 및
    상기 메쉬망 표면을 시멘트로 마무리하는 단계를 포함하는 3차원 모델링을 이용한 대형 조형물 제작방법.
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