KR100948363B1 - 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복잡한 3차원 형상을 갖는 인테리어 기둥과 같은 인조 대리석 조형물을 진공 열성형하기 위한 몰드와 이 몰드를 제작하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 인조대리석 판재를 특정한 형태로 진공 열성형하기 위한 몰드에 있어서, 일정 두께를 갖는 복수개의 판재가 접합되며, 제1면에 성형하고자 하는 인조대리석 판재가 밀착되면서 성형이 이루어지는 몰드 본체와; 상기 몰드 본체의 면 중 상기 제1면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 어느 한 면에 착탈 가능하게 결합되며, 일측 단부가 상기 몰드 본체의 제1면의 가장자리 부분의 형태와 대응하는 형태를 갖는 몰드여유값 판재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드가 제공된다.

인테리어 기둥, 조형물, 인조대리석, 몰드, 열성형

Description

인조 대리석 조형물의 성형용 몰드 및 그 제조방법{Mold for Making Architectural Model Made of Artificial Marble and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 인조 대리석 조형물을 성형하기 위한 몰드와 이 몰드를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복잡한 3차원 형상을 갖는 인테리어 기둥과 같은 인조 대리석 조형물을 진공 열성형하기 위한 몰드와 이 몰드를 제작하는 방법에 관한 것이다.

인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분(아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 등)이나 시멘트와 배합하고 각종 안료 및 첨가제를 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는데, 대표적으로는 아크릴계 인조대리석, 폴리에스테르 인조대리석 등을 들 수 있다. 이들 아크릴계 인조대리석과 폴리에스테르 인조대리석은 고체 재료에 특유한 강도와 색조를 가지고 있으며, 특히 아크릴계 인조대리석은 우수한 가공성과 내후성을 가지고 있다. 아크릴계 인조대리석은 천연 대리석과 비교하여 가볍고 비다공질이며, 천연 대리석에 뒤떨어지지 않는 우아한 색조, 뛰어난 강도 및 내후성을 가지고 있으며, 더욱이 목질과 비견될만한 우수한 가 공성을 가지고 있어 천연대리석과 차별화 될 수 있다. 따라서 최근에는 세면대, 싱크대, 광고용 표시판 뿐만 아니라 각종 인테리어 제품 등 다양한 용도에 이용된다.

특히, 인조대리석을 건축물의 인테리어 기둥과 같은 건축 조형물에 이용할 경우, 고가의 천연 대리석을 대체하여 고급스럽고 미려한 분위기를 연출할 수 있다.

그러나, 이러한 인조대리석의 장점에도 불구하고, 종래에는 인조대리석을 대형으로 제작하기가 매우 어려웠으며, 특히 도자기 모양이나 꽈배기 모양 등의 복잡한 3차원 형상을 갖도록 하는 것이 거의 불가능하였기 때문에 건물의 인테리어 기둥과 같은 대형 건축 조형물에 인조대리석을 이용하는 것이 매우 제한적일 수 밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인테리어 기둥과 같이 3차원 형상을 갖는 대형의 인조대리석 조형물을 용이하게 제작하기 위하여 인조대리석 판재를 정확한 형태로 진공 열성형할 수 있는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 인조대리석 판재를 특정한 형태로 진공 열성형하기 위한 몰드에 있어서, 일정 두께를 갖는 복수개의 판재가 접합되며, 제1면에 성형하고자 하는 인조대리석 판재가 밀착되면서 성형이 이루어지는 몰드 본체와; 상기 몰드 본체의 면 중 상기 제1면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 어느 한 면에 착탈 가능하게 결합되며, 일측 단부가 상기 몰드 본체의 제1면의 가장자리 부분의 형태와 대응하는 형태를 갖는 몰드여유값 판재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드가 제공된다.

여기서, 상기 몰드 본체의 제1면은 성형하고자 하는 인조대리석 조각의 형태 및 크기와 일치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, (a) 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하여 설계하는 단계; (b) 상기 분할된 각 부분에 대응하는 형태로 몰드 본체를 성형하는 단계; 및 (c) 상기 몰드 본체의 면 중 인조대리석이 밀착될 제1면(성형면)을 제외한 나머지 면 중 적어도 어느 한 면에 몰드 본체의 제1면(성형면)의 크기를 확장시키기 위한 몰드여유값 판재를 착탈 가능하게 결합하는 단계를 포함하여 구성된 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 한 실시형태에 따르면, 상기 (b) 단계에서 몰드 본체를 성형하는 단계는, 각각의 분할된 부분에 대하여 가공할 목재 판재의 두께에 대응하는 크기의 평판들로 2차 분할하여 설계하는 단계; 상기 2차 분할된 평판 형태 및 크기에 따라 목재 판재를 가공하여 복수개의 판재 조각들을 만드는 단계; 및 상기 판재 조각들을 순차적으로 접합하여 상기 분할된 각 부분에 대한 몰드 본체를 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 조형물의 3차원 입체 형상을 복수개로 분할하여 몰드를 성형하고, 각각의 몰드에 대하여 인조대리석 조각을 성형한 후 이들을 조립하여 조형물을 완성할 수 있다. 따라서, 복잡한 3차원 형상을 가진 대형의 인조대리석 조형물을 정확한 형태로 제작할 수 있으므로, 미려한 외관을 갖는 다양한 인조대리석 조형물을 원하는 형태로 제작할 수 있다.

또한, 인조대리석의 열성형시 신장 가능성을 고려하여 몰드 본체의 외면에 몰드여유값 판재를 용이하게 탈부착하여 인조대리석을 정확한 크기와 형태로 성형할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 성형용 몰드 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 9는 도 1에 도시된 것과 같이 회오리처럼 휘어진 도자기 형태의 인조대리석 인테리어 기둥을 제작하기 위한 몰드의 성형 방법을 나타낸 것이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 제작을 위한 인조대리석 성형용 몰드의 제작 공정은 크게 조형물의 3차원 형상을 복수개로 분할하는 몰드 설계 단계(S11)와, 상기 분할된 각 부분에 대한 정보를 바탕으로 목재 판재를 가공하는 몰드용 목재 판재 가공 단계(S12), 가공된 목재 판재를 조립하여 원하는 최종 몰드 형태로 만드는 몰드 조립 단계(S13)로 이루어진다. 각 단계 별로 이루어지는 작업을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시된 것과 같이, 컴퓨터에 입력된 조형물(이 실시예에서 인테리어 기둥)의 3차원 형상에 대하여 곡면의 곡률반경, 곡면길이, 곡면형태, 작업성 등을 분석하여, 3차원 형상을 인조대리석 판재에 대한 진공 열성형이 가능한 부분들로 면분할하고, 이 면분할된 각 부분을 덩어리로 만들어 저장한다. 이 때, 진공 열성형시 인조대리석 판재가 늘어나는 성질을 감안하여 조형물을 분할하는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 4에 도시된 것과 같이 상기 분할된 각 부분에 대하여 몰드 성형용 목재의 두께에 맞게 2차 분할 작업을 수행하고, 2차 분할된 도면을 평판 배열 작업한다.

이어서, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 2차 분할된 도면의 평판 치수를 바탕으로 목재 판재(W)를 CNC 가공하여 복수개의 판재 조각(11)들을 만든 다음, 이 판재 조각(11)들을 접착제 또는 타카 등을 이용하여 서로 접합시켜 몰드 본체(10a)의 형태를 만들고, 5축 CNC 가공을 하거나 그라인딩하여 정확한 크기와 형상으로 만든다(도 6참조). 이 때, 만들어진 몰드 본체(10a)는 성형하고자 하는 인조대리석 조각의 크기 및 형태와 일치하는 크기 및 형태를 갖는다.

한편, 인조대리석은 진공 열성형되면 각 에지 부분이 굽어지면서 올라가는 등의 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 것과 같이, 몰드(10)를 설계하고 성형할 때, 몰드 본체(10a)의 성형면(12)을 제외한 4면에 몰드여유값 판재(15)들을 결합시킨다. 상기 몰드여유값 판재(15)의 일측면은 상기 몰드 본체(10a)의 성형면(12)의 가장자리 부분과 대응하는 형상으로 되어, 몰드 본체(10a)의 성형면(12)의 크기를 확장시켜주는 기능을 한다. 따라서, 상기 몰드여유값 판재(15)를 결합시키게 되면, 몰드 본체(10a)의 각 가장자리가 확장되어 몰드(10)의 크기가 일정 정도 더 커지는 효과를 얻을 수 있다.

상기 몰드여유값 판재(15)는 몰드 본체(10a)에 용이하게 착탈될 수 있도록 몰드 본체(10a)의 면에 볼트 또는 나사(17)와 같은 체결수단에 의해 결합될 수 있다. 상기 몰드여유값 판재(15)는 상기 몰드 본체(10a)를 분할 설계하는 단계에서 함께 설계된 다음, CNC 가공된다.

상기와 같이 본 발명의 몰드(10)는 몰드 본체(10a)와 이 몰드 본체(10a)에 착탈 가능하게 결합되는 몰드여유값 판재(15)로 이루어지므로, 상기 몰드(10)를 이용하여 인조대리석 판재를 성형할 때 인조대리석 판재가 원하는 정확한 형태와 크기로 성형될 수 있는 이점을 제공한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상술한 과정을 통해 만들어진 본 발명의 몰드(10)는 도 8에 도시된 것과 같이, 몰드 본체(10a)와 몰드여유값 판재(15)가 상호 결합된 상태에서 인조대리석 판재와 함께 진공 열성형기에 투입된다. 이 때, 진공 열성형기에 진공압이 형성되면 인조대리석 판재(30)가 몰드(10)에 밀착되면서 몰드(10)의 크기와 형태와 상응하는 크기와 형태로 성형된다.

이와 같이 진공 열성형기에 의해 몰드(10)의 형태와 크기와 상응하는 크기 및 형태를 갖도록 인조대리석 조각(31)이 성형되면, 도 9a 내지 도 9c에 도시한 것과 같이, 상기 인조대리석 조각(31)을 몰드(10)의 성형면(12)에 밀착시키고, 몰드여유값 판재(15)를 몰드 본체(10a)로부터 분리시킨다. 이 상태에서 몰드 본체(10a)의 크기에 맞도록 인조대리석 조각(31)의 각 가장자리 부분을 공구로 정밀하게 면취하면, 인조대리석 조각(31)이 정확한 크기 및 형태를 갖게 되는 것이다.

상기와 같이 몰드(10)에 의해 성형된 인조대리석 조각(31)들은 조형물 시공 현장에서 상호 접합되어 조립됨으로써 하나의 완전한 조형물을 이루게 된다.

전술한 실시예는 단지 예시 목적으로서, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 실시 및 변경이 가능할 것이다.

도 1은 제작하고자 하는 조형물의 일례로서 전통 도자기 형태의 인테리어 기둥을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 성형용 몰드의 제작 공정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 3은 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 성형용 몰드를 설계하는 과정에서 조형물의 3차원 도면을 분석한 일례를 나타낸 도면이다.

도 4는 도 3에서 분할된 조형물의 일 부분에 대한 2차 분할 형태를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 분할 형태에 따라 목재 판재를 CNC 가공하여 복수개의 판재 조각을 얻는 공정을 나타낸 도면이다.

도 6은 도 5에서 가공된 판재 조각들을 접합하여 완성된 몰드의 일 실시형태를 나타낸 사시도이다.

도 7은 도 6의 몰드에 몰드여유값 판재가 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.

도 8은 인조대리석 판재가 진공 열성형기에서 진공 열성형되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9a 내지 도 9c는 열성형된 인조대리석 조각을 몰드에 맞추어 면취 작업을 수행하는 공정을 개략적으로 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

W : 목재 판재 c : 천

10 : 몰드 11 : 판재 조각

12 : 성형면 15 : 몰드여유값 판재

20 : 페이퍼 도면 30 : 인조대리석 판재

31 : 성형된 인조대리석 조각

Claims (4)

1. 인조대리석 판재를 특정한 형태로 진공 열성형하기 위한 몰드에 있어서,

   일정 두께를 갖는 복수개의 판재가 접합되며, 제1면에 성형하고자 하는 인조대리석 판재가 밀착되면서 성형이 이루어지는 몰드 본체와;

   상기 몰드 본체의 면 중 상기 제1면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 어느 한 면에 착탈 가능하게 결합되며, 일측 단부가 상기 몰드 본체의 제1면의 가장자리 부분의 형태와 대응하는 형태를 갖는 몰드여유값 판재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰드 본체의 제1면은 성형하고자 하는 인조대리석 조각의 형태 및 크기와 일치하는 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드.
3. (a) 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하여 설계하는 단계;

   (b) 상기 분할된 각 부분에 대응하는 형태로 몰드 본체를 성형하는 단계; 및

   (c) 상기 몰드 본체의 면 중 인조대리석이 밀착될 제1면을 제외한 나머지 면 중 적어도 어느 한 면에 몰드 본체의 제1면의 크기를 확장시키기 위한 몰드여유값 판재를 착탈 가능하게 결합하는 단계를 포함하여 구성된 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

   각각의 분할된 부분에 대하여 가공할 목재 판재의 두께에 대응하는 크기의 평판들로 2차 분할하여 설계하는 단계;

   상기 2차 분할된 평판 형태 및 크기에 따라 목재 판재를 가공하여 복수개의 판재 조각들을 만드는 단계; 및

   상기 판재 조각들을 순차적으로 접합하여 상기 분할된 각 부분에 대한 몰드 본체를 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드의 제조방법.

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