KR101176558B1 - 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트와 그의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트는 전자지도 데이타베이스를 기반으로 명산 ? 명섬을 축소모형으로 만들고, 여기에 각기 다른 정보를 담고 있는 여러 장의 투명입체필름을 겹쳐 씌워서 관찰 또는 관람할 수 있도록 한 것으로서, 상기 투명입체필름은 샘플링한 명산 ? 명섬의 도로, 고도, 지명, 등산로, 숙박정도, 관광지 정보 등의 여러 정보가 인쇄되어 있고, 지형축소모형과 같은 형상을 하고 있다. 여기서, 모든 정보가 담긴 필름을 하나로 합치면 통합 지도 정보가 되고, 필름을 하나씩 넣고 빼고 하면서 관찰자 또는 관람자가 원하는 지도 정보를 선택하여 확인할 수 있는 구조이다.

Description

지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트와 그의 제작방법{Assembling set of precision relief model with a transparent three dimensional film inprinted an information of the map and Method for manufacturing the same}

본 발명은 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트와 그의 제작 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전자지도 데이타베이스를 기반으로 명산과 명섬을 축소모형으로 만들고 여기에 각기 다른 정보를 담고 있는 여러 장의 지도정보 투명입체필름을 겹쳐 씌울 수 있도록 된 정밀 지형축소모형 세트 및 그의 제작 방법에 관한 것이다.

입체지도는 지리모형이라고도 하며, 일정한 축척으로 축소하여 토지의 기복이나 이용상황을 입체적으로 나타낸 모형을 말하며, 가장 간단한 제작 방법으로는 판에 지형도를 붙이고, 지형을 나타내는데 중요하다고 생각되는 곳에 그 높이에 따라 못을 꽂고, 톱밥, 모래, 찰흙, 시멘트 등을 써서 지형을 만드는 것이다. 그리고 표면은 석회, 시멘트 등으로 굳혀 무너지지 않게 하고, 물감을 칠하며, 등고선에 따라 오려낸 판지를 쌓아 올리고, 계단 모양으로 된 부분을 둥그스름하게 마무리하는 방법으로 제작하고 있다. 대개의 경우에는 지형을 강조하기 위해서 높이는 수평거리의 2~3배로 하며, 토지의 상황을 한눈에 볼 수 있으므로 교육, 연구, 조사, 계획 등의 분야에서 많이 활용하고 있다.

대한민국 특허 제10-0350362호에 의하면 “3차원지도제작방법 및 장치”에 대해 소개되어 있다. 이 특허에 의하면, 쾌속조형기술을 이용하여 2차원 지도 정보로부터 3차원 모형을 제작한 후, 3차원 모형 위에 항공기에서 찍은 사진이나 컴퓨터 그래픽으로 처리된 이미지 또는 기존의 2차원 지도의 이미지를 투영하여 현실감 있는 3차원 지도를 제작하는 방법과 장치가 공지되어 있다.

그러나, 3차원의 모형 위에 지도 정보를 투영하여 제작하고 있으므로 최초에 제작할 때의 지도 정보 외에는 알 수 없고, 새로운 지도 정보를 투영하고자 할 경우에는 처음부터 다시 제작해야 하며, 여러 가지 지도 정보를 하나의 모형 위에서 확인할 수 없고, 상세한 부분까지의 정보도 알 수 없을 뿐 아니라 투영되어 있는 이미지 때문에 전체적인 지형을 파악하는데 오히려 장애를 주는 단점이 있다.

대한민국 특허 제10-0529191호에는 “등고선과 지번도가 표시되는 등고지번도의 제본구조”에 관해 소개하고 있다. 이 특허에 의하면, 통상의 링 바인더에 종이에 인쇄된 지번도를 밑에 두고 그 위에 투명 오에이치피(OHP) 필름에 인쇄된 등고선도를 상부로 편철시켜 지번도상에 해당 등고선도가 투영되어 등고지번도로 표시되게 하는 제본구조에 대해 공지하고 있다.

이 특허는 평면으로 종이에 인쇄된 지번도와 등고선도를 겹쳐지게 보기 위한 제본 구조로서 등고선이나 지번도가 지도와 함께 입체 형상을 갖도록 한 것이 아니다.

최근에 대한민국 특허 제10-0710498호에 의하면, 샘플링된 명산 또는 하천, 이들이 혼재된 지형의 전체를 조망함과 동시에 등산로 내지 이동경로를 쉽게 파악할 수 있는 등고선 및 하천이 형성된 입체 관광모형세트에 관해 소개하고 있다. 이 특허에서는, 2차원 지형 정보를 3차원으로 모형 가공하되, 아크릴원판을 적용하여 등고선 적층단계, 등고선황삭가공단계, 정삭가공단계, 도장단계를 거쳐 모형을 완성하고 지도정보가 인쇄된 스티커를 부착시켜서 제작하는 과정이 공지되어 있다.

역시 이 특허의 경우도 3차원의 지리 모형을 완성하고, 지도 정보를 직접 인쇄한 스티커를 부착하는 방법으로서 스티커가 탈락하거나 훼손될 경우에는 제대로 된 지도 정보를 확인할 수 없으며, 새로운 지도 정보에 대해서는 지리 모형에 적용하는 것이 어려운 단점이 있었다.

또한 아크릴케이스 위에 지도정보를 덧대어 보는 방식을 취하고 있으므로 보는 각도에 따라 정보위치가 틀리게 관찰되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 이와 같은 종래의 3차원 입체 지도 모형 세트의 단점을 해소하기 위한 것으로 전자지도 데이타베이스를 기반으로 샘플링한 명산과 명섬을 축소모형으로 만들고, 여기에 각기 다른 정보를 담고 있는 여러 장의 지도정보 투명입체필름을 겹쳐 씌울 수 있는 정밀 지형축소모형 세트 및 그의 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법은 전자지도 데이터베이스를 기반으로 응용하여 3D 지형의 파일을 생성 또는 변환시키는 단계; 상기 생성된 3D 지형의 파일을 조각기를 통해 음각으로 제작하는 단계; 상기 음각된 지형 모형틀의 금형틀로 사출성형하여 축소모형을 제작하는 단계; 상기 축소모형을 이용하여 블리스터 방식으로 여러 장의 투명입체필름을 제작하는 단계; 및 지도정보의 종류별로 상기 투명입체필름에 인쇄하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 제작방법에 의해서 제작된 지도정보 입체투명필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 명산 명섬의 축소 모형인 정밀 지형축소모형 세트는 등고선 지도가 그대로 반영되어 있고, 그 위에 여러 장으로 구성된 투명입체필름의 지도정보를 선택적으로 적용하여 필요한 정보를 관찰 또는 관람할 수 있도록 한 것으로서 관광객이 여행목적에 따라 유용한 정보를 제공받을 수 있고, 탈부착하기에도 용이하며, 재밌게 관광지를 이해시킬 수도 있고, 기념품으로도 유용하며, 넓게는 관광지에 대한 홍보자료로도 활용 가치가 높을 뿐만 아니라, 학습용 자료로도 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지형축소모형의 제작과정에서 전자지도 데이터베이스를 기반으로 응용하여 생성한 3차원 형상의 지형모형이다.
도 2는 본 발명에 따른 블러스터 공정으로 제작된 입체투명필름의 사시도로서, 그 표면에 등산로와 길 등의 정보가 인쇄되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 블러스터 공정으로 제작된 입체투명필름의 사시도로서, 그 위에 지명 등의 정보가 인쇄되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 블리스터 공정으로 제작된 입체투명필름의 사시도로서, 그 위에 고도 등의 정보가 인쇄되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 각각의 지도정보가 인쇄된 입체투명필름과 이들이 탈부착 할 수 있는 지형모형을 나타낸 것이다.
도 6은 전체지도정보가 보여질 수 있도록 각각의 지도정보가 인쇄된 입체투명필름을 모두 결합하여 지형모형에 겹쳐 씌워서 나타낸 사시도이다.
도 7은 입체투명필름을 제작하기 위하여 지형모형의 각각의 층을 매꿔서 등고선을 제거하여 완만한 모양으로 편집된 지형모형의 측면도이다.
도 8은 조각기에서 알루미늄이나 신주 등의 소재로 조각된 지형모형의 음각화된 형상의 금형틀이다.

본 발명의 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트는 전자지도 데이타베이스를 기반으로 명산 ? 명섬을 축소모형으로 만들고, 여기에 각기 다른 정보를 담고 있는 여러 장의 투명입체필름을 겹쳐 씌워서 관찰 또는 관람할 수 있도록 한 것으로서, 상기 투명입체필름은 샘플링한 명산 ? 명섬의 도로, 고도, 지명, 등산로, 숙박정도, 관광지 정보 등의 여러 정보가 인쇄되어 있고, 지형축소모형과 같은 형상을 하고 있다. 여기서, 모든 정보가 담긴 필름을 하나로 합치면 통합 지도 정보가 되고, 필름을 하나씩 넣고 빼고 하면서 관찰자 또는 관람자가 원하는 지도 정보를 선택하여 확인할 수 있는 구조이다.

본 발명에 따른 샘플링한 명산 ? 명섬의 지형 축소 모형은 다음과 같은 방법으로 제작한다.

첫번째 단계로는, 2차원 전자지도 데이터베이스를 기반으로 응용하여 3D 지형의 파일을 생성 또는 변환한다. 즉, AUTO CAD 프로그램에서 2차원의 등고선 지도를 불러들여 등고선과 하천, 도로, 고도, 지명 등을 따로 분류하여 지도정보로 활용하고, 새로 신설되거나 변형된 데이터는 추가로 제작 첨가한다. 등고선을 3차원화하는데 문제가 없도록 레이어 작업을 하고, 지도정보 또한 등고선과 일체가 될 수 있도록 따로 레이어 작업을 실시한다. 이렇게 작업된 파일은 dwg파일로 저장한 다음, 3Dmax 프로그램을 이용하여 수정 및 보정작업(Compound objects → Terrain)을 거친 후에 도 1에서와 같이 3차원 형상으로 갖게 되는데 저장될 파일명은 stl 파일로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 지형축소모형의 제작과정에서 전자지도 데이터베이스를 기반으로 응용하여 생성한 3차원 형상의 지형모형으로서, 조작기에서 가공되어진 음각의 금형(도 8 참조)에서 얻어낸 ABS 수지의 지형모형이며, 또한 3D 지형모형 그래픽 즉, 음각화 하기 전 컴퓨터그래픽의 형상과 동일하다.

두번째 단계는 위와 같이 생성된 stl 지형파일을 조각기를 통해 음각으로 제작하는 단계이다. 즉, 위와 같이 생성된 3D 등고선 지도를 DELCAM사의 ARTCAM 프로그램(3D파일의 모델링데이터를 만들고 CNC 혹은 RP장비를 이용하여 금형 및 실물형상을 제작하는 소프트웨어 프로그램)을 통해 등고선의 두께와 재질의 선택, 툴의 종류와 사이즈 선택, 마감정도를 정하게 되는데, 즉 가공되어질 재질을 설정하고 재료를 깍게 될 전용툴을 설정하게 된다. 그리고 가공될 축소모형의 사이즈를 입력(Model→ Set model size)하고 z level roughing에서 roughing tool을 선택하여 각 등고선의 두께를 설정한 다음 Back relief tools 항목에서 Create flip machining layer를 적용시켜 축소지형모형의 음각화된 형상으로 변환한다. 이를 3D max에서 금형틀의 형상으로 편집한다. 이처럼 설정을 마친 축소모형의 3D파일을 G-code파일로 변환한 다음에 ARTSOFT사의 MACH3 프로그램(CNC가공 용 소프트웨어 프로그램)을 구동하여 3D 조각기를 가동하게 되는데 우선 라우터에 전용툴을 장착하고 3D 조각기의 시작점에 세팅하여 조각을 시작한다. 이렇게 하여 축소지형모형이 음각으로 제작되어 지는데 음각형태의 축소지형모형은 한 번에 위에서부터 제품의 아랫부분을 깍아 나가는 방식으로 이러한 방법은 대상물보다 여백이 큰 경우에 가공시간을 단축할 수 있으며, 결과물을 금형화하는데 효율적으로 적용된다.

즉 도 8 에서와 같이 알루미늄이나 신주 소재를 음각으로 조각하여 바로 금형(80)을 생산하는 방식이며, 하나의 생산공정을 줄이므로 시간과 비용을 획기적으로 절약할 수 있게 된다.

다음에 세번째 단계는, 위에서와 같이 조각된 음각의 금형형상으로 축소지형모형을 제작하는 단계이다. 즉, 조각기에서 나온 결과물이 금형틀이므로 본 금형틀을 이용하여 사출성형기를 통해 고체의 ABS수지를 액상으로 주입하여 지형모형(10)을 생산한다.

네번째 단계는, 축소모형(10)을 블리스터 방식으로 여러 장의 투명입체필름을 제작하는 단계이다. 즉, 위와 같이 생산된 지형모형의 각각의 층을 매꿔서 등고선을 제거한다. 도 7에서와 같이 완만한 모양으로 편집된 지형모형을 금형하여 투명 PP필름으로 통상적인 블리스터 성형을 한다. 대상물에 표시할 지도정보의 수 만큼 제작한다. 이렇게 하여 각각의 지도정보를 표시할 투명입체필름을 생산한다.

다섯번째 단계는, 지도정보의 종류별로 투명입체필름(20, 30, 40)에 인쇄하는 단계이다. 즉, 블리스터 성형된 투명입체필름에 지도정보의 종류별로 각 1장에 1종류의 지도정보를 곡면인쇄한다. 2D 등고선 지도의 기본정보인 물줄기, 도로, 고도, 지명 외에도 대상지의 특성에 맞게 특화된 각종 정보를 편집하여 추가 수록한다. 예를 들어 관광 정보, 먹거리정보, 숙박정보(호텔, 콘도, 펜션 등의 위치정보를 추가하는 것이다. 글자정보의 배열은 모든 지도정보가 결합되었을 때 겹쳐지지 않도록 편집하여 모든 투명입체필름(20, 30, 40)이 합체하여 지형모형(10)에 씌어졌을 경우에는 통합지도정보 즉, 전체지도가 보여질 수 있도록 한다.

첨부 도면 중에서 도 3은 본 발명에 따른 블러스터 공정으로 제작된 입체투명필름의 사시도로서, 그 위에 지명 등의 정보가 인쇄되어 있다. 도 4는 본 발명에 따른 블리스터 공정으로 제작된 입체투명필름의 사시도로서, 그 위에 고도 등의 정보가 인쇄되어 있다. 도 5는 본 발명에 따른 각각의 지도정보가 인쇄된 입체투명필름과 이들이 탈부착 할 수 있는 지형모형을 나타낸 것이다. 이와 같은 단계로 제작된 본 발명에 따른 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트(60: 도 6 참조)는 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 지형축소모형 세트(60)는 전자지도DB를 기반으로 하고 그 DB가 축소비율에 따라 정확한 배율의 모형으로 제작이 되기 때문에 정확도가 높으며 지도 정보를 편하고 쉽게 관찰 또는 관람할 수 있다.

둘째, 지형축소모형 세트(60)의 등고선 각, 1등고선의 실제 높이를 제품에 표기하므로 이는 산의 실제 높이와 이동거리를 측정하고 가늠해 볼 수 있는 척도가 될 수 있다. 예를 들어 1 등고선을 5M가 되도록 축소 모형의 비율을 맞추어 제작하므로 등고선의 수를 세어 X 5를 하면 목적지간, 혹은 지도정보에서 얻고자 하는 지형의 거리를 충분히 가늠할 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 각각 다른 지도정보와 도로, 고도, 지명, 숙박정보 등의 인덱스가 표시된 투명입체필름이 여러 개로 구분되어 있으므로 지형축소모형 세트(60)에 필요한 지도정보를 탈부착하여 관람하는 것이 손쉽게 되어 있다.

넷째, 지형축소모형(10)과 동일한 모양의 투명입체필름(20, 30, 40)이 함께 구비되어 있기 때문에 지도정보의 왜곡 없이 있는 그대로 관찰할 수 있다.

다섯째, 본 발명의 정밀 지형축소모형 세트(60)는 관광용, 교육용 측면에서 관람자가 편리하고, 재미있게 보고자 하는 지도정보를 덧대어 볼 수 있으며, 관람자나 관광객 자신이 올랐던 등산로나 정상, 혹은 머물던 숙박처 등의 위치를 가늠해 보고, 기념할 수 있는 관광상품으로도 유용하다.

여섯째, 지루한 평면의 지도에서 시뮬레이션적인 기법의 지도정보표기로 지리에 대한 학습적인 교구로도 활용가치가 충분하다.

일곱째, 투명입체필름에 표기하지 못한 정보, 예를 들어 대상지의 소개, 특징, 역사, 사진정보, 동식물 서식정보, 지역특산물 정보, 철새정보들은 소형 팜플릿을 제작하여 첨부할 수 있다.

여덟째, 본 발명의 정밀 지형축소모형 세트(60)는 국내의 각종 산과 섬들을 대상으로 시리즈화하여 관광객이 기념품으로 소장할 수 있도록 하고 그로인해 관광 홍보효과를 극대화하여 침체된 국내의 관광산업 육성에도 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.

10 ---- 축소지형모형
20, 30, 40 ---- 투명 입체 필름
60 ---- 축소지형모형 세트
80 ---- 금형

Claims (6)

1. 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법에 있어서,
   전자지도 데이터베이스를 기반으로 응용하여 3D 지형의 파일을 생성하는 단계;
   상기 생성된 3D 지형의 파일을 이용하여 조각기로 가공될 축소지형모형을 음각으로 제작하는 단계;
   상기 음각된 지형모형의 금형틀을 이용하여 고체의 ABS 수지를 사출성형하여 축소모형을 제작하는 단계;
   상기 축소모형을 이용하여 블리스터 방식으로 여러 장의 투명입체필름을 제작하는 단계; 및
   지도정보의 종류별로 상기 투명입체필름에 인쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   3D 데이터로 변환하는 작업은, CAD 프로그램에서 2D의 등고선 지도를 불러들이고, 레이어 작업을 실시한 후에 3Dmax 프로그램을 이용하여 3차원 형상을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 음각으로 제작하는 단계는 상기 3D 지형의 파일을 음각화하고, 3D 조각기를 가동하여 라우터에 전용툴을 장착하고, 깍고자 하는 소재를 3D 조각기의 시작점에 세팅하여 조각을 실시하되 한 번에 위에서부터 제품의 아랫부분을 깍아 나가는 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 축소모형은 ABS 수지를 이용하여 지형모형을 생산하는 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 투명입체필름은 상기 축소모형의 등고선을 제거하고 완만한 모양으로 편집된 지형모형을 금형하여 투명 PP 필름으로 블리스터 성형에 의해 제작하는 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트의 제작방법.
6. 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 방법에 의해서 제작된 것을 특징으로 하는 지도정보 투명입체필름을 겸비한 정밀 지형축소모형 세트.
   
   
   

Images