KR101239349B1 - 선체 블록 제작 방법 - Google Patents

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KR101239349B1
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하윤석
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 선체 블록의 제작 방법에 관한 것으로, 종보강재를 갖는 단위 패널을 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖도록 제작하고, 플레이트 형태의 횡보강재를 제작한 후에, 횡보강재 설치 간격에 따라 단위 패널에 직각 방향으로 접하도록 횡보강재를 위치시키고, 종보강재와 보강재가 접하는 단면에 대한 돌림 용접을 수행하며, 돌림 용접이 수행된 구조물을 뒤집어 지지한 후, 단위 패널의 끝단부와 횡보강재의 끝단부에 대한 일자 용접을 수행하여 선체 블록을 제작할 수 있다.

Description

선체 블록 제작 방법{HULL BLOCK MANUFACTURING METHOD}
본 발명의 실시예는 선체 블록을 제작하는 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 유조선, 컨테이너선, 액화천연가스(LNG) 운반선 등과 같은 선박의 선체는 강판에 격벽이 결합된 형태의 블록을 제작하고, 제작된 블록들을 다수 개 조립하여 제조할 수 있다.
이러한 선체 블록은 선박의 길이 방향의 보강을 위한 종방향 구조물(예를 들면, 론지 부재 등)인 종보강재와, 종보강재와 수직으로 선박의 폭 방향의 보강을 위한 횡방향 구조물(예를 들면, 프레임 부재, 섹션 부재 등)인 횡보강재를 이용하여 제작될 수 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 선체 블록은 종보강재(111)을 포함하는 주판(110)과, 플랜지(123, flange)를 구비한 횡보강재(120)이 결합되어 제작될 수 있다. 여기에서, 횡보강재(120)에는 종보강재(111)와 슬롯(Slot) 방식으로 결합될 수 있도록 종보강재(111)의 형태에 대응하는 슬롯(121)이 구비될 수 있다.
이러한 슬롯(121)은 종보강재(111)와의 용이한 결합을 위해 종보강재(111)의 단면 형태보다 상대적으로 더 큰 형태를 가지며, 횡보강재(120)를 상부에서 하부로 이동시켜 횡보강재(120)와 종보강재(111)가 조립된 후 슬롯(121)을 보강 플레이트(122) 용접으로 막음 처리할 수 있다. 이 후, 종보강재(111), 주판(110), 슬롯(121), 횡보강재(120) 등이 각각 접촉되는 끝단면들을 용접함으로써, 선체 블록을 제작할 수 있다.
한편, 도 2는 종래의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 선체 블록은 종보강재(211)을 포함하는 주판(210)과, 플랜지(222)를 구비한 횡보강재(220)이 결합되어 제작될 수 있다. 여기에서, 횡보강재(220)에는 종보강재(211)와 슬릿(Slit) 방식으로 결합될 수 있도록 종보강재(211)의 형태에 대응하는 슬릿(221)이 구비될 수 있다.
이러한 슬릿(221)은 종보강재(111)의 단면 형태에 대응하는 형태를 가지며, 횡보강재(220)의 슬릿(221)이 종보강재(111)에 결합될 수 있도록 수평으로 이동시켜 조립한 후, 종보강재(211), 주판(210), 슬릿(221), 횡보강재(220) 등이 각각 접촉되는 끝단면들을 용접함으로써, 선체 블록을 제작할 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 슬롯 방식으로 결합시켜 선체 블록을 제작할 경우 종보강재(111)를 포함하는 주판(110)에 횡보강재(120)를 쉽게 결합시킬 수는 있지만, 결합 후에 보강 플레이트(122)를 덧대어 용접해야만 하는 불편함이 있어 상술한 바와 같이 슬릿 방식으로 결합시켜 선체 블록을 제작할 수 있는데, 이러한 슬릿 방식의 경우 횡보강재(220)가 종보강재(211)의 단면 형태의 슬릿(221)을 갖도록 제작되며, 횡보강재(220)의 설치 위치까지 슬릿(221)을 통해 이동시켜야 하기 때문에, 횡보강재(220)가 슬릿(221)과 결합되는 종보강재(211)를 따라 이동하면서 주판(210)의 표면을 긁어서 주판(210) 표면에 부식 방지를 위한 산화피막이 벗겨지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들에서는 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖는 단위 패널을 횡보강재와 결합하여 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있는 선체 블록 제작 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서는 단위 패널과 횡보강재를 쉽게 용접 결합시켜 선체 블록을 제작할 수 있는 선체 블록 제작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종보강재를 갖는 단위 패널을 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖도록 제작하는 단계와, 플레이트 형태의 횡보강재를 제작하는 단계와, 상기 횡보강재 설치 간격에 따라 상기 단위 패널에 직각 방향으로 접하도록 상기 횡보강재를 위치시키는 단계와, 상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 단면에 대한 돌림 용접을 수행하는 단계와, 상기 돌림 용접이 수행된 구조물을 뒤집어 지지한 후, 상기 단위 패널의 끝단부와 상기 횡보강재의 끝단부에 대한 일자 용접을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 돌림 용접은, 상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 T자 형태의 단면에 대해 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 종보강재를 갖는 단위 패널을 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖도록 제작하는 단계와, 플레이트 형태의 횡보강재를 제작하는 단계와, 상기 횡보강재 설치 간격에 따라 상기 단위 패널에 직각 방향으로 접하도록 상기 횡보강재를 위치시키는 단계와, 상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 단면에 대한 돌림 용접을 수행하는 단계와, 상기 돌림 용접이 수행된 구조물을 뒤집어 지지한 후, 상기 단위 패널의 끝단부와 상기 횡보강재의 끝단부에 대한 일자 용접을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 일자 용접은, MIG(Metal electrode Inert Gas) 방식 또는 FSW(Friction Stir Welding) 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이로 다수의 단위 패널을 제작하고, 플레이트 형태의 횡보강재를 다수 개 제작한 후에, 종보강재와 횡보강재가 접하는 부분에서는 돌림 용접을 수행하고, 해당 구조물의 후단에서 단위 패널과 횡보강재가 접하는 끝단부에서 일자 용접을 수행함으로써, 선체 블록 제작 공정을 단순화시킬 수 있고, 단순화된 용접 공정을 통해 쉽게 선체 블록을 제작할 수 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면,
도 1은 종래의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작되는 단위 패널을 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널에 결합되는 횡보강재를 예시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 용접 결합시키는 것을 예시한 제 1 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 용접 결합시키는 것을 예시한 제 2 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 방식에 따라 용접할 경우 단위 패널의 형태를 예시한 도면.
본 발명의 실시예에서는, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 크기로 다수의 단위 패널을 제작하고, 플레이트 형태로 다수의 횡보강재를 제작한 후에, 각 단위 패널의 끝단부에서 종보강재와 횡보강재를 용접 결합시키고, 각 단위 패널의 끝단부와 횡보강재의 끝단부를 용접하는 용접 과정을 반복하여 선체 블록을 제작한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 선체 블록을 구성하는 횡보강재 설치 간격(A)에 대응하는 길이(크기)로 다수의 단위 패널(410, 420)을 제작할 수 있다(S310). 예를 들면, 횡보강재 설치 간격(A)는 예를 들면, 3 - 4 m 범위를 가질 수 있으며, 다수의 단위 패널(410, 420)은 각각 압출 방식 등으로 제작될 수 있다.
예를 들면, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작되는 단위 패널을 예시한 도면으로, 제 1 단위 패널(410)과 제 2 단위 패널(420)은 횡보강재 설치 간격(A)에 따라 압출 방식으로 다수 개가 제작될 수 있으며, 이러한 제 1 단위 패널(410)과 제 2 단위 패널(420)은 각각 예를 들면, 론지 등의 제 1 종보강재(411)과 제 2 종보강재(421)가 구비된 상태로 압출 제작될 수 있다. 여기에서, 제 1 종보강재(411)과 제 2 종보강재(421)는 대략 0.8 m의 간격에 따라 구비될 수 있다.
그리고, 플레이트 형태로 다수의 횡보강재(510)를 제작할 수 있다(S320). 여기에서, 다수의 횡보강재(510)는 단순 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 필요에 따라 일측 끝단부에 플랜지(511)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널에 결합되는 횡보강재를 예시한 도면으로, 횡보강재(510)는 다수의 단위 패널(410, 420)의 사이에 위치하여 결합될 수 있도록 다수 개가 제작될 수 있으며, 이들은 각각 일측 끝단부에 플랜지(511)를 구비할 수 있다.
다음에, 각각의 단위 패널(410, 420)의 끝단부(즉, 각 단위 패널이 만나는 끝단부)에 각각의 횡보강재(510)를 직각 방향으로 위치(즉, 단위 패널(410, 420)의 사이에 횡보강재(510)를 배열)시킨 후에, 단위 패널에 구비되는 종보강재와 횡보강재의 접촉 부분을 제 1 용접선(610)에 따라 용접할 수 있다(S330).
예를 들면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 용접 결합시키는 것을 예시한 제 1 도면으로, 제 1 단위 패널(410)과 제 2 단위 패널(420)이 접하는 부분(즉, 횡보강재 설치 위치)에 횡보강재(510)를 제 1 단위 패널(410) 및 제 2 단위 패널(420)에 대한 직각 방향으로 세워서 위치시킨 후에, 제 1 단위 패널(410)에 구비된 제 1 종보강재(411)의 끝단면과 횡보강재(510)의 표면이 만나는 지점을 연결하는 제 1 용접선(610)을 따라 돌림 방식으로 용접함으로써, 제 1 종보강재(411)와 횡보강재(510)가 결합될 수 있다. 즉, 제 1 용접선(610)은 제 1 종보강재(411)의 단면 형태인 'T'자 형태를 가질 수 있다.
물론, 도면에 도시되지는 않았지만 제 2 단위 패널(420)에 구비된 제 2 종보강재(421)의 끝단면과 횡보강재(510)의 표면이 만나는 지점을 연결하는 용접선을 따라 용접될 수 있으며, 이에 따라 제 2 종보강재(421)와 횡보강재(510)가 결합될 수 있다. 여기서도, 용접선은 제 2 종보강재(421)의 단면 형태인 'T'자 형태를 가질 수 있다.
또한, 각 단위 패널(410, 420)의 종보강재(411, 421)와 횡보강재(510)가 용접 결합된 상태에서 해당 구조물을 뒤집은 후, 해당 구조물의 후단부에서 단위 패널(410, 420)과 횡보강재(510)의 끝단부를 용접할 수 있다(S340). 여기에서, 단위 패널(410, 420)과 횡보강재(510)의 끝단부는 예를 들면, MIG(Metal electrode Inert Gas, 이하 'MIG'라 함) 방식, FSW(Friction Stir Welding, 이하 'FSW'라 함) 방식 등으로 용접될 수 있다.
예를 들면, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 용접 결합시키는 것을 예시한 제 2 도면으로, 제 1 단위 패널(410)에 구비된 제 1 종보강재(411), 제 2 단위 패널(420)에 구비된 제 2 종보강재(421) 및 횡보강재(510)가 용접 결합된 구조물을 뒤집은 후, 예를 들면, 롤러, 지그 등을 포함하는 지지 장치에 해당 구조물을 지지하고, 해당 구조물의 후단부에서 제 1 단위 패널(410)과 횡보강재(510)의 각 끝단부가 접하는 면과 제 2 단위 패널(420)과 횡보강재(510)의 각 끝단부가 접하는 면에 대해 각각 제 2 용접선(620)과 제 3 용접선(630)에 따라 예를 들면, MIG 방식, FSW 방식 등으로 용접 결합될 수 있다.
여기에서, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면으로, 비활성 가스를 이용한 용접 방식인 MIG 방식으로 용접할 경우 횡보강재(510)의 타측 끝단부는 경사를 갖도록 제작될 수 있으며, 일자 형태인 제 2 용접선(620)에 따른 용접 형태(620a)와 제 3 용접선(630)에 따른 용접 형태(630a)는 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 이러한 용접 과정을 통해 제 1 단위 패널(410)과 횡보강재(510)의 끝단부 및 제 2 단위 패널(420)과 횡보강재(510)의 끝단부를 용접하는 과정이 생략됨으로써, 선체 블록의 제작 공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면으로, 마찰열을 이용하여 재료내의 역성유동에 의해 접합되는 FSW 방식으로 용접할 경우 제 2 용접선(620)에 따른 용접 형태(620b)와 제 3 용접선(630)에 따른 용접 형태(630b)는 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 이러한 용접 과정을 통해 제 1 단위 패널(410)과 횡보강재(510)의 끝단부 및 제 2 단위 패널(420)과 횡보강재(510)의 끝단부를 용접하는 과정이 생략됨으로써, 선체 블록의 제작 공정을 단순화시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 단위 패널과 횡보강재를 결합시키는 용접 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 방식에 따라 용접할 경우 단위 패널의 형태를 예시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 마찰열을 이용하여 재료내의 역성유동에 의해 접합되는 FSW 방식으로 용접할 경우 용접선에 따른 용접 형태(640)는 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
여기에서, 제 1 단위 패널(410)과 제 2 단위 패널(420)은 접해 있으며, 제 1 단위 패널(410)과 제 2 단위 패널(420)이 접한 구조물 상에 횡보강재(510)이 위치할 수 있다.
이러한 구조물에 대응하여 제 1 단위 패널(410)에 구비되는 종보강재(411)는 도 11에 도시한 바와 같이 제 1 단위 패널(410)의 끝단부(B)에서 소정 거리 이격된 위치에서부터 형성시킬 수 있다. 여기에서, 제 1 단위 패널(410)은 압출 제작된 후 전후부 절단 시 종보강재(411)가 소정 거리 이격된 위치에서 형성되도록 선가공할 수 있다. 이 때, 소정 거리는 횡보강재(510) 두께의 1/2 크기를 가질 수 있다.
물론, 제 2 단위 패널(420)을 비롯하여 제작되는 다른 단위 패널 또한 상술한 바와 같이 제작될 수 있다.
이러한 용접 과정을 통해 제 1 단위 패널(410)과 횡보강재(510)의 끝단부 및 제 2 단위 패널(420)과 횡보강재(510)의 끝단부를 용접하는 과정이 생략됨으로써, 선체 블록의 제작 공정을 단순화시킬 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 종보강재(411, 421)와 횡보강재(510)이 용접 결합된 구조물의 후단부에서는 제 2 용접선(620)과 제 3 용접선(630)이 일자 형태를 갖기 때문에, 다양한 용접 방식을 이용하여 쉽게 용접 결합시킬 수 있다.
이 후, 제작된 다수의 단위 패널과 다수의 횡보강재 각각에 대해 S330과 S340의 용접 과정을 반복 수행하여 선체 블록을 제작할 수 있다(S350).
따라서, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖는 단위 패널과 플레이트 형태의 횡보강재를 각각 다수 개 제작한 후에, 각 단위 패널에 구비된 종보강재의 끝단면과 횡보강재를 용접 결합시키고, 해당 구조물의 후단부에서 단위 패널과 횡보강재를 용접 결합시켜 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 선체 블록의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
410 : 제 1 단위 패널 411 : 제 1 종보강재
420 : 제 2 단위 패널 421 : 제 2 종보강재
510 : 횡보강재 511 : 플랜지
610 : 제 1 용접선 620 : 제 2 용접선
630 : 제 3 용접선

Claims (9)

  1. 종보강재를 갖는 단위 패널을 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖도록 제작하는 단계와,
    플레이트 형태의 횡보강재를 제작하는 단계와,
    상기 횡보강재 설치 간격에 따라 상기 단위 패널에 직각 방향으로 접하도록 상기 횡보강재를 위치시키는 단계와,
    상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 단면에 대한 돌림 용접을 수행하는 단계와,
    상기 돌림 용접이 수행된 구조물을 뒤집어 지지한 후, 상기 단위 패널의 끝단부와 상기 횡보강재의 끝단부에 대한 일자 용접을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 돌림 용접은, 상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 T자 형태의 단면에 대해 수행되는
    선체 블록 제작 방법.
  2. 종보강재를 갖는 단위 패널을 횡보강재 설치 간격에 대응하는 단위 길이를 갖도록 제작하는 단계와,
    플레이트 형태의 횡보강재를 제작하는 단계와,
    상기 횡보강재 설치 간격에 따라 상기 단위 패널에 직각 방향으로 접하도록 상기 횡보강재를 위치시키는 단계와,
    상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 단면에 대한 돌림 용접을 수행하는 단계와,
    상기 돌림 용접이 수행된 구조물을 뒤집어 지지한 후, 상기 단위 패널의 끝단부와 상기 횡보강재의 끝단부에 대한 일자 용접을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 일자 용접은, MIG(Metal electrode Inert Gas) 방식 또는 FSW(Friction Stir Welding) 방식으로 수행되는
    선체 블록 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌림 용접은, 상기 종보강재와 상기 횡보강재가 접하는 T자 형태의 단면에 대해 수행되는
    선체 블록 제작 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 상기 MIG 방식으로 용접할 경우 상기 단위 패널에 접하는 끝단이 경사지도록 제작되는
    선체 블록 제작 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 상기 FSW 방식으로 용접할 경우 상기 단위 패널에 끝단 양측면이 접하도록 형성되는
    선체 블록 제작 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 상기 FSW 방식으로 용접할 경우 상기 단위 패널이 각각 접하는 구조물 상에 끝단 밑면이 접하도록 형성되는
    선체 블록 제작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 종보강재는, 상기 단위 패널의 끝단 측면으로부터 상기 끝단 밑면의 1/2의 크기만큼 이격 형성되는
    선체 블록 제작 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 단위 패널은, 압출 방식으로 제작되는
    선체 블록 제작 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 일단에 플랜지를 구비하는
    선체 블록 제작 방법.
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