KR101426734B1 - 건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 하나의 장치로 다양한 형상이나 크기의 비정형 패널을 제작할 수 있으므로, 보다 신속하고 용이하게 제작이 가능하고 제작 비용 및 시간이 감소될 수 있는 효과가 있다. 또한, 매번 거푸집을 새로 만들 필요가 없으므로, 거푸집 제작 비용을 절감할 수 있다.

Description

건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법{Apparatus for making the panel having free form of a building and the method thereof}

본 발명은 건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물에 사용되는 다양한 형상과 크기의 비정형 패널들을 하나의 장치에서 보다 신속하고 간편하게 제작할 수 있는 건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물들은 획일적으로 정형화된 직육면체 형태로 이루어진다.

최근에는 건축물의 상징성에 따른 수요와 건설 기술력의 발전으로 다양한 디자인의 비정형 건축물이 점점 많아지고 있는 추세이다. 비정형 건축물이란 직육면체 형태에서 벗어나 기울어지거나 휘어지는 등 다양한 형상 및 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진 건축물을 말한다.

비정형 건축물의 경우, 다양한 형상 및 곡률을 갖는 외장 패널을 시공시, 여러 종류의 작은 패널들로 나누어 작업을 하게 된다. 상기 작은 패널들의 경우 서로 다른 크기와 모양을 하기 때문에 대량 생산이 어렵고, 시공이 매우 까다로운 문제점이 있다. 서로 다른 형상의 비정형 패널에 대한 거푸집을 매번 새로 제작해야 하기 때문에, 거푸집 제작 시간 및 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 10-1118141호에서는 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 곡면성형방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은, 다양한 형상과 크기의 비정형 패널들을 하나의 장치에서 보다 신속하고 간편하게 제작하여, 비정형 패널의 제작 시간 및 비용을 절감할 수 있는 건축용 비정형 패널의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 건축용 비정형 패널의 제조장치는, 길이방향으로 이동가능하게 배치된 복수의 이동식 핀들을 포함하는 거푸집 프레임과, 상기 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 상기 길이방향으로 이동시키는 이동수단과, 모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보를 입력받고, 상기 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 선택적으로 상기 길이방향으로 이동시키도록 상기 이동수단을 제어하여, 상기 복수의 이동식 핀들 중 일부의 측면에 둘러싸이는 오목한 형태로서 상기 비정형 패널의 형상을 구현하는 제어부와, 상기 복수의 이동식 핀들의 높이차에 따라 생성된 조형 공간에 패널소재를 주입하는 패널소재 공급부를 포합한다.

본 발명에 따른 건축용 비정형 패널의 제조방법은, 모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보를 입력하는 단계와, 상기 입력된 좌표 정보에 따라 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 선택하는 단계와, 상기 선택된 이동식 핀들을 설정 길이만큼 길이방향으로 직진 이동시키는 단계와, 상기 복수의 이동식 핀들의 높이차에 따라 생성된 조형 공간에 패널 소재를 주입하고 경화시키는 단계와, 상기 경화된 비정형 패널을 탈거하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 하나의 장치로 다양한 형상이나 크기의 비정형 패널을 제작할 수 있으므로, 보다 신속하고 용이하게 제작이 가능하고 제작 비용 및 시간이 감소될 수 있는 효과가 있다.

또한, 매번 거푸집을 새로 만들 필요가 없으므로, 거푸집 제작 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 비정형 패널의 제조장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 조형 공간에 콘크리트가 타설된 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 4에서 경화된 후 탈거된 비정형 패널이 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 핀들을 원위치로 복귀시키는 방법이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정형 패널의 제조장치의 제어 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 비정형 패널의 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비정형 패널의 제조장치가 도시된 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 비정형 패널의 제조장치가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정형 패널의 제조장치는, 복수의 이동식 핀들(12)을 구비하는 거푸집 프레임(10)과, 상기 이동식 핀들(12)을 직진이동시키는 이동수단(20)과, 상기 이동식 핀들(12)을 원위치로 복귀시키는 복원수단과, 상기 이동수단(20)을 제어하는 제어부(60)를 포함한다.

상기 거푸집 프레임(10)은, 외곽을 형성하는 프레임(11)과, 상기 프레임(11)의 내부에 소정간격 이격되게 조밀하게 배치된 복수의 이동식 핀들(12)과, 상기 복수의 이동식 핀들(12)을 연결하고 지지하는 지지대(14)를 포함한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 프레임(11) 없이 상기 이동식 핀들(12)과 상기 지지대(14)만으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.

상기 복수의 이동식 핀들(12)은 각각 소정의 길이를 갖는 핀 형상으로 이루어지고, 상기 지지대(14)에 길이방향으로 직진 이동가능하게 끼워져 결합된다. 상기 복수의 이동식 핀들(12)은 서로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 복수의 이동식 핀들(12)의 각 이격거리는 상기 제어부(60)에 입력된 좌표 간 거리로 설정된다. 즉, 하나의 좌표에 상기 복수의 이동식핀들(12) 중 하나가 대응되게 배치된다. 상기 이동식 핀들(12)은, 단면이 원형 또는 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 이동식 핀들(12)의 상면은 평평한 평면으로 이루어진다.

상기 복수의 이동식 핀들(12)은 후술하는 이동수단(20)에 의해 적어도 일부가 길이방향으로 이동하면서, 상기 복수의 이동식 핀들(12)의 높이차에 따라 조형 공간(30)을 생성한다. 상기 이동식 핀들(12)은 상향 이동되게 구비되는 것도 가능하고, 하향 이동되게 구비되는 거도 가능하다. 상기 이동식 핀들(12)을 상향 이동시킬 경우, 모델링한 비정형 패널의 형상 외부에 있는 이동식 핀들(12)이 선택되어 상향 이동되고, 상향 이동된 이동식 핀들(12)사이에 조형 공간(30)이 형성된다. 상기 이동식 핀들(12)을 하향 이동시킬 경우, 모델링한 비정형 패널의 형상 내부에 있는 이동식 핀들(12)이 선택되어 하향이동되고, 하향 이동된 이동식 핀들(12) 위에 조형 공간(30)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 이동식 핀들(12)이 상향 이동되게 구비되고, 후술하는 이동수단(20)은 상기 복수의 이동식 핀들(12)의 하부에 구비되는 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 지지대(14)에는 상기 이동식 핀들(12)이 끼워지도록 복수의 압입홀들이 형성된다. 상기 복수의 압입홀들에는 상기 이동식 핀들(12)이 압입되어, 상기 이동식 핀들(12)은 소정의 힘 이상에서만 길이방향으로 직진 이동이 가능하다.

상기 이동수단(20)은, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 적어도 하나를 가압하도록 구비된 이동용 가압부(22)와, 상기 제어부(60)의 신호에 따라 상기 이동용 가압부(22)의 이동 위치를 안내하는 안내부(24)를 포함한다.

상기 이동용 가압부(22)는 한 개가 구비된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 한 개 이상이 구비될 수 있다. 상기 이동용 가압부(22)는 리니어 모터가 사용될 수 있다. 상기 리니어 모터는 일반적으로 고정자와 가동자를 포함하고, 대상물체를 직진 이동시킬 때 사용되는 장치이다. 상기 이동용 가압부(22)는, 상기 이동식 핀들(12)을 미리 설정된 설정길이만큼 이동시킨다. 제작하고자 하는 비정형 패널의 두께가 일정할 경우, 상기 설정길이는 모든 이동식 핀들(12)에 똑같이 적용되고, 상기 비정형 패널의 두께가 일정하지 않을 경우 각 좌표에 대응되는 이동식 핀들(12)마다 이동거리를 다르게 설정하는 것도 물론 가능하다.

상기 안내부(24)는, 상기 제어부(60)의 신호에 따라 수평방향으로 이동가능하게 배치된다.상기 안내부(24)는 상기 이동용 가압부(22)와 연결되고, 수평방향으로 이동가능하게 배치된다. 상기 안내부(24)는 레일과 슬라이더 구조로 이루어지는 것도 가능하고 리니어 모터를 포함하는 것도 가능하고, 수평방향이로 이동할 수 있는 기구라면 어느 것이나 가능하다.

상기 복원수단은, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 이동되었던 이동식 핀들(12)을 다시 원위치로 복귀시키기 위한 수단이다. 상기 복원수단은, 상기 복수의 이동식 핀들(12)을 가압하는 복원용 가압부(50)와, 상기 복원용 가압부(50)를 구동하는 복원용 구동부(미도시)를 포함한다. 상기 복원용 가압부(50)는, 상기 이동식 핀들(12)을 중심으로 상기 이동수단(20)과 반대측에 구비된다. 상기 복원용 가압부(50)는 상기 거푸집 프레임(10)의 크기에 대응되는 크기로 이루어지고, 패널 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 복원용 구동부(미도시)는 리니어 모터에 의해 구동되는 것도 가능하고, 상하 이동시킬 수 있는 기구라면 어느 것이나 가능하다. 상기 복원용 구동부(미도시)는 상기 제어부(60)에 의해 제어된다.

상기 제어부(60)는, 모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보를 입력부(62)로부터 입력받고, 상기 좌표 정보에 따라 상기 이동수단(20)의 작동을 제어한다. 여기서, 상기 입력부(62)는 상기 비정형 패널을 모델링하는 프로그램이나 상기 프로그램이 설치된 단말기를 포함한다. 상기 좌표 정보는 제작하고자 하는 비정형 패널을 모델링하여, 생성된 모델링 형상의 좌표 정보이다. 상기 제어부(60)는 상기 모델링된 비정형 패널의 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 길이방향으로 이동시킬 이동식 핀들(12)에 대한 핀 좌표값을 생성한다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중에서 상기 모델링한 비정형 패널의 형상 외부에 위치한 이동식 핀들(12)을 상향 이동시키는 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 모델링한 비정형 패널의 형상 외부에 위치한 이동식 핀들(12)에 대한 핀 좌표값을 생성한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제어부(60)는 상기 모델링한 비정형 패널의 형상 내부에 위치한 좌표값들에 대응되는 이동식 핀(12)을 하향 이동시켜 조형 공간을 생성하는 것도 물론 가능하다.

상기 제어부(60)는 상기 안내부(24)를 상기 핀 좌표값들에 대응되는 위치로 이동시킨 후, 상기 핀 좌표값에 대응되는 위치에 있는 이동용 가압부(22)를 작동시킨다. 따라서, 상기 제어부(60)는 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 적어도 일부를 선택적으로 상향 이동시킬 수 있다.

상기 제어부(60)는, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 상향 이동된 일부 이동식 핀들(12)의 측면에 둘러싸이는 오목한 형태로 이루어진 조형 공간(30)으로 상기 비정형 패널의 형상을 구현한다.

상기 조형 공간(30)에 패널 소재를 공급하는 패널소재 공급부를 더 포함한다. 상기 패널소재는 콘크리트이고, 상기 패널소재 공급부는 콘크리트를 공급하는 콘크리트 공급부(36)인 것으로 예를 들어 설명한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 작동을 설명하면, 다음과 같다.

도 8을 참조하면, 먼저, 제작하고자 하는 평면 형상의 비정형 패널을 모델링한 후, 모델링한 비정형 패널의 좌표 정보를 입력받는다.(S1) 상기 좌표 정보는, 상기 모델링한 비정형 패널의 형상에 대한 좌표값들이다.

상기 제어부(60)는 입력된 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 적어도 일부를 선택한다.(S2) 상기 제어부(60)는, 상기 모델링한 비정형 패널의 형상에 대한 좌표값들로부터 상기 모델링한 비정형 패널의 형상 외부에 위치한 이동식 핀들(12)에 대한 핀 좌표값을 생성하고, 상기 핀 좌표값에 대응되는 위치의 이동식 핀들(12)을 상향 이동시킨다.(S3) 즉, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중에서 상기 핀 좌표값에 대응되는 위치의 이동식 핀들(12)만을 선택하여 상향 이동시킨다. 상기 핀 좌표값에 대응되는 위치의 이동식 핀들(12)이 상향 이동되면, 상기 모델링한 비정형 패널의 형상에 대응되는 조형 공간(30)이 형성된다.

상기 조형 공간(30)에는 조형 필름(32)을 덮어서, 상기 이동식 핀들(12)사이의 틈새를 막고 평평한 면을 형성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 조형 공간(30)에 콘크리트 공급부(36)를 이용해 콘크리트(34)를 타설한다.(S4) 상기 콘크리트를 타설한 후, 일정 시간동안 경화시킨다. (S5)

상기 콘크리트를 경화시킨 후 탈거하면, 도 5에 도시된 바와 같이 비정형 콘크리트 패널(40)이 제작된다.

상기 비정형 콘크리트 패널(40)의 제작이 완료되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 복원용 가압부(50)를 이용해 상향 이동된 이동식 핀들(12)을 하방으로 가압하여 원위치로 복원시킨다.

이후, 상기와 같은 과정을 반복하여, 다른 형상이나 다른 크기의 비정형 패널을 제작할 수 있다. 따라서, 다양한 형상이나 크기의 비정형 패널을 제작하기 위해 매번 거푸집을 새로 제작할 필요가 없으므로, 보다 신속하고 용이하게 제작할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비정형 패널의 제조장치가 도시된 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비정형 패널의 제조장치는, 이동식 핀들(12)을 이동시키는 이동수단이 상기 복수의 이동식 핀들(12)에 각각 구비된 복수의 이동용 가압부들(70)인 것이 상기 일 실시예와 상이하고, 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다.

즉, 상기 복수의 이동용 가압부들(70)은, 상기 복수의 이동식 핀들(12)에 각각 대응되게 연결된다. 상기 복수의 이동용 가압부들(70)은 리니어 모터가 사용될 수 있다.

상기 제어부(60)는, 상기 복수의 이동용 가압부들(70) 중 일부를 선택하여 구동시킴으로써, 상기 복수의 이동식 핀들(12)중 일부가 길이방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제어부(60)는, 상기 모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중 이동시킬 이동식 핀들(12)에 대한 핀 좌표값을 생성하고, 상기 핀 좌표값에 대응되는 위치에 있는 이동용 가압부들(70)을 구동시킨다.

따라서, 상기 복수의 이동식 핀들(12) 중에서 이동하도록 선택된 이동식 핀들(12)을 한번에 동시에 상향 이동시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 거푸집 프레임 12: 이동식 핀
20: 이동수단 22: 이동용 가압부
24: 안내부 30: 조형 공간
50: 복원용 가압부 60: 제어부

Claims (12)

1. 길이방향으로 이동가능하게 배치된 복수의 이동식 핀들을 포함하는 거푸집 프레임과;
   상기 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 상기 길이방향으로 이동시키는 이동수단과;
   모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보를 입력받고, 상기 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 선택적으로 상기 길이방향으로 이동시키도록 상기 이동수단을 제어하여, 상기 복수의 이동식 핀들 중 일부의 측면에 둘러싸이는 오목한 형태로서 상기 비정형 패널의 형상을 구현하는 제어부와,
   상기 복수의 이동식 핀들의 높이차에 따라 생성된 조형 공간에 패널소재를 주입하는 패널소재 공급부를 포합하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동수단은,
   상기 복수의 이동식 핀들에 각각 대응되어, 상기 복수의 이동식 핀들을 각각 가압하도록 구비된 복수의 이동용 가압부들을 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 비정형 패널의 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들 중 길이방향으로 이동시킬 이동식 핀들에 대한 핀 좌표값을 생성하고,
   상기 핀 좌표값에 대응되는 위치에 있는 이동용 가압부를 구동시키는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동수단은,
   상기 복수의 이동식 핀들 중 적어도 하나를 가압하도록 구비된 이동용 가압부와,
   상기 제어부의 신호에 따라 상기 이동용 가압부의 이동 위치를 안내하는 안내부를 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 비정형 패널의 좌표 정보에 따라 상기 복수의 이동식 핀들 중 길이방향으로 이동시킬 이동식 핀들에 대한 핀 좌표값을 생성하고,
   상기 핀 좌표값에 대응되는 위치로 상기 안내부를 이동시킨 후 상기 이동용 가압부를 구동시키는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
6. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 이동용 가압부는 리니어 모터를 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동수단은 상기 이동식 핀들을 미리 설정된 설정길이만큼 이동시키는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 조형 공간에는 배치되는 조형 필름을 더 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 이동식 핀들을 원위치로 복귀시키는 복원 수단을 더 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복원 수단은,
    상기 이동 수단과 반대측에 구비되어, 상기 복수의 이동식 핀들을 가압하는 복원용 가압부와,
    상기 복원용 가압부를 구동하는 복원용 구동부를 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 거푸집 프레임은,
    상기 복수의 이동식 핀들이 삽입되는 복수의 삽입홀들이 형성되고, 상기 삽입홀들에 삽입된 상기 복수의 이동식 핀들을 지지하는 지지대를 더 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조장치.
12. 모델링한 평면 형상의 비정형 패널의 좌표 정보를 입력하는 단계와;
    상기 입력된 좌표 정보에 따라 복수의 이동식 핀들 중 적어도 일부를 선택하는 단계와;
    상기 선택된 이동식 핀들을 설정 길이만큼 길이방향으로 직진 이동시키는 단계와;
    상기 복수의 이동식 핀들의 높이차에 따라 생성된 조형 공간에 패널 소재를 주입하고 경화시키는 단계와;
    상기 경화된 비정형 패널을 탈거하는 단계를 포함하는 건축용 비정형 패널의 제조방법.

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