KR101444062B1 - 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법 - Google Patents

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Abstract

성형될 조형물을 단면으로 세분화한 평면 금속판을 준비하여 이 금속판들을 다시 용접으로 이어 붙여 입체의 조형물을 제작하는 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법은 조형물의 입체를 3D 모델링으로 설계하는 제1단계와, 설계된 모델링을 횡방향이나 종방향 또는 사선방향을 따라 수십의 다층 구조를 갖도록 분할하여 세분화하는 제2단계와, 세분화된 슬라이스들의 외형을 평면형태로 전개하는 제3단계와, 평면의 전개도들을 도면에 넣어 레이저 커팅기에서 평판 형태의 금속전개판으로 가공하는 제4단계와, 가공된 금속전개판들을 굽힘가공하고 용접하여, 설계된 조형물의 형상으로 형성하는 제5단계와, 용접이 완료된 조형물의 외형을 그라인딩하는 제6단계를 포함하여 구성된다. 그리고 그라인딩하는 제6단계 이후에 입체 조형물의 외부를 도장하거나 코팅 또는 광택처리를 하는 제7단계를 더 포함할 수도 있다.

Description

아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF MOLDING PRODUCT USING ARC WELDING}
본 발명은 아크용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입체 조형물을 횡단 또는 종단 방향의 조각 단위로 세분화하여 이 조각들을 용접으로 붙여 성형하는 조각 모음식 입체 조형물의 제조방법에 관한 것이다.
사람들이 많이 모이는 장소나 건축물의 내, 외부에는 인테리어를 목적으로 하거나 또는, 개인의 창작활동의 일환으로 다양한 형상과 크기의 조형물이 제작되어 배치된다. 이러한 조형물에는 금속재, 목재, 석재, 합성수지재 등 다양한 재질의 재료가 사용되고 각각의 재료에 맞는 제조방법이 적용된다.
이 중에서 금속재를 이용한 조형물의 제조방법은 성형하고자 하는 형상의 금형을 제작한 후, 금형 내에 금속을 용융 충전하여 원하는 형상을 얻어내거나, 금형 상부에 금속판을 위치시킨 후 프레스로 찍어내어 원하는 형상을 얻어내는 것이 보통이다.
그런데, 상기와 같은 제조방법은 원하는 형상에 따라 각각 금형을 제작해야 하므로 그 제조기간이 상당기간 소요될 뿐만 아니라, 금형제작에 따른 제작비용, 인건비 등이 추가로 지출되는 단점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 대한민국 등록특허 제0537355호(명칭 : 조형물 및 그 제작방법)가 개시된 바 있다.
상기 등록특허는 도 1에서 보는 것과 같이, 입체적인 모형을 갖는 조형물을 제작하는 방법에 관한 것으로, 입체 형상을 갖는 모형에 일치되게 복수개의 금속재 프레임(11)을 연결하여 골격을 형성하는 골조(10) 제작공정과, 금속제 프레임(11)의 외측을 따라 일정 두께를 갖는 제1금속판(20)을 가공하고 이들을 용접으로 연속적으로 연결하여 상기 골조(10)의 외형을 형성하는 제1금속판 접합공정과, 제1금속판(20)의 연결부분에 일정 두께를 갖는 제2금속판(30)을 가공하여 접착제로 연속적으로 부착하는 제2금속판 부착공정과, 제2금속판(30) 연결부분에 형성된 틈새를 통해 용접하여 상기 제1,2금속판(20, 30)을 상호 접합하는 제1,2금속판 접합공정으로 이루어진다.
그러나 상기와 같은 종래기술의 등록특허는 골조의 외부에 외피 역할을 하는 금속판을 연속해서 이어 붙인 것으로, 조형물의 대략 외형을 구성하는 골조가 준비되어야 하고, 이 골조에 또 다시 외피를 붙이는 작업으로 이루어져, 골조를 준비하는 비용이 많이 들게 되고, 두 차례에 걸쳐 외피를 겹쳐 붙여야 하는 번거로움이 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 성형될 조형물을 단면으로 세분화한 평면 금속판을 준비하여 이 금속판들을 다시 용접으로 이어 붙여 입체의 조형물을 제작하는 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
조형물의 입체를 3D 모델링으로 설계하는 제1단계;
설계된 모델링을 횡방향이나 종방향 또는 사선방향을 따라 수십의 다층 구조를 갖도록 분할하여 세분화하는 제2단계;
세분화된 슬라이스들의 외형을 평면형태로 전개하는 제3단계;
평면의 전개도들을 도면에 넣어 레이저 커팅기에서 평판 형태의 금속전개판으로 가공하는 제4단계;
가공된 금속전개판들을 굽힘가공하고 용접하여, 설계된 조형물의 형상으로 형성하는 제5단계; 및
용접이 완료된 조형물의 외형을 그라인딩하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제4단계의 레이저 커팅에 CO2 레이저를 사용하고, 레이저 출력은 2∼6㎾ 범위이고, 레이저빔의 스폿 사이즈는 1.0∼3.0㎜ 범위이며, 레이저빔의 이동 속도는 50∼30000㎜/min 범위이고,
상기 제5단계에서 금속전개판들을 아크용접에 의해 용접하고, 용접전류는 200∼500A 범위이고, 용접전압은 15∼35V 범위이며, 용접속도는 5∼10㎜/sec 범위이고, 보호가스인 아르곤의 유량은 5∼15ℓ/min 범위인 것을 특징으로 하는 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법을 제공한다.
또한, 제2단계에서 분할하는 선은 입체의 산과 골의 경계를 따라 사선방향으로 될 수도 있다.
또한, 모델링 중에 굴곡이 없는 부분은 제2단계에서 세분화하지 않고 통자의 형태로 분할하여 이를 전개시킬 수도 있다.
또한, 상기 조형물 입체는 원통 모양이고, 상기 제5단계에서 개별 금속전개판을 원통 모양으로 굽힘가공한 후 중첩시켜 용접함을 특징으로 한다.
또한, 상기 조형물 입체는 원통 모양이고, 상기 제5단계에서 용접될 금속전개판은 어느 일단을 이미 용접되어 성형된 다른 금속전개판에 먼저 붙여 놓은 후, 점차 둥그렇게 말아가면서 다른 금속전개판과 접하는 부분을 순차적으로 용접해 나가도록 하여 원통 형상으로 성형함을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계는 상기 설계된 모델링을 삼각형들로 분할하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3단계는 하나의 평면에 복수 개의 삼각형들을 서로 인접하게 전개하고, 상기 제4단계는 인접한 삼각형들을 포함하는 평면의 전개도들을 평판 형태의 금속전개판으로 가공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5단계는 가공된 삼각형 금속전개판들 및/또는 인접한 삼각형들의 경계를 굽힘가공한 금속전개판들을 용접하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5단계는 용접된 금속전개판 내부에 보강재를 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 그라인딩하는 제6단계 이후에 입체 조형물의 외부를 도장하거나 코팅 또는 광택처리를 하는 제7단계를 더 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 입체 조형물 제조방법은 금속판을 일일이 금형을 이용해 가공하거나 또는 프레스를 이용해 가공할 필요가 없어 형틀 제작에 따른 제작단가를 절감할 수 있음은 물론 신속 용이한 작업이 가능한 탁월한 효과가 있다.
또한, 설계된 3차원 모델링을 입체의 산과 골의 경계를 따라 사선방향으로 분할할 수 있어 더욱 정밀한 입체 굴곡을 표현할 수 있다.
또한, 설계된 3차원 모델링을 삼각형들로 분할함으로써 복잡한 형상의 입체 조형물을 제조할 수 있다.
또한, 용접된 금속전개판 내부에 보강재를 삽입함으로써 외부 충격이나 압력에 의한 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 입체 조형물의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 입체 조형물의 제조방법 공정 순서도이고,
도 3은 본 발명의 제조방법으로 성형될 입체 조형물의 모델링을 일예로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 제조방법에서 세분화하는 제2단계 및 전개하는 제3단계를 순서대로 나타내 도면이고,
도 5는 도 4의 전개도를 레이저 커팅기에서 가공한 모습 전후를 보인 도면이고,
도 6은 레이저 커팅기에서 가공된 금속전개판을 이용해 입체 조형물을 완성시키는 모습을 순서대로 나타낸 도면이고,
도 7은 완성된 입체 조형물에 도장이나 코팅작업 또는 광택작업 등의 마감작업을 더 수행한 모습을 보인 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 설계된 모델링을 삼각형들로 분할하여 세분화한 전개도를 나타낸 도면이고,
도 9는 용접된 금속전개판 내부에 보강재를 삽입한 입체 조형물의 일부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법을 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 아크용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법은 도 2의 공정 순서도에서 보는 것과 같이, 조형물을 설계하는 제1단계와, 설계된 조형물을 다층 구조를 갖도록 분할하여 세분화하는 제2단계와, 세분화된 슬라이스들의 외형을 전개시키는 제3단계와, 전개된 형태대로 금속판에서 절단하는 제4단계와, 절단된 금속전개판들을 조형물의 형상으로 이어서 용접하는 제5단계와, 용접 완료된 조형물의 외형을 그라인딩하는 제6단계를 포함하여 구성된다.
먼저, 조형물을 설계하는 제1단계는 도 3에서 보는 것과 같이 기린 형상 등 입체로 된 형상이면 어떠한 것이든 가능하다. 이러한 입체 조형물은 컴퓨터를 활용한 3차원 모델링(10)으로 설계되며, 이 모델링을 이용하여 다음 공정이 연속된다. 본 발명의 실시예에서는 기린 형상을 일예로 들었고 이후 이 기린 형상에서 A의 다리부분을 기준으로 설명하고자 한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제조방법에서 세분화하는 제2단계는 입체 모델링(10)을 횡단면 방향이나 또는 종단면 방향으로 수~수십의 조각이 되도록 분할하는 단계이다. 분할선(11)을 횡단면으로 할 것인지 종단면으로 할 것인지는 성형할 조형물의 형태에 따라 달라지며, 본 발명의 일 실시예와 같이 상하로 기다란 다리 형상일 경우에는 횡단면으로 하는 것이 더 수월할 것이다.
이러한 분할작업은 설계된 3차원 모델링에서 분할할 일정한 두께를 지정해주는 것으로 가능하게 되는데, 분할두께는 굴곡의 볼록한 부분과 오목한 부분의 경계에서 잘라주는 것이 더욱 정밀한 입체 굴곡을 표현하는데 좋을 것이다. 따라서 분할선(11)은 꼭 수평한 횡방향이나 수직한 종방향이 아닌 굴곡의 산이나 골을 따라 사선방향으로 연장될 수도 있을 것이다.
한편, 가운데 그림에서 보는 것과 같이 설계된 입체 조형물의 모델링(10)에는 굴곡이 있는 부분과 굴곡이 없는 부분으로 구분될 수 있다. 즉, 가운데 부분과 같이 일자의 원통형상으로 되어 굴곡이 없는 부분(12)은 굳이 세분화하여 제작할 필요가 없게 되는 것이고, 굴곡이 있는 다른 부분만 세분화하여 제작하면 되는 것을 말한다. 이와 같이 굴곡이 없는 부분(12)은 조형물의 다리부분이나 목 부분 등을 예로 들 수 있으며, 도면과 같이 일자형태가 아니라 기린 목과 같이 점차 굵어지거나 또는 반대로 가늘어지는 형태도 가능할 것이다.
위와 같이 분할된 슬라이스(13)들을 다시 그 외형을 평면형태로 전개시켜 이 각각의 전개도(14)들을 가공을 위한 도면에 저장한다(제3단계). 전개도(14) 역시 컴퓨터 작업에서 간단히 조작하여 준비할 수 있으며, 굴곡이 있는 부분들은 그 외형이 굴곡의 형태대로 울퉁불퉁하게 된 전개도(14-1, 14-2, 14-3, 14-4)가 될 것이고, 굴곡이 없는 부분(12)은 사각형이나 마름모꼴 형태로 된 전개도(15)가 될 것이다.
다음으로, 도 5를 참고하면, 도면(20)에 전개도(14)가 담겨 준비되면, 이 도면(20)을 금속판으로 가공하기 위한 작업이 진행된다(제4단계). 본 발명에서의 가공은 레이저 커팅을 주로 사용하는데, 레이저 커팅기는 입력된 도면(20)대로 그 라인을 따라 레이저가 절단하여 원하는 형태로 금속판을 성형해 준다. 따라서 레이저 커팅기에 이 도면을 입력하면 이 전개도(14)들과 동일한 형상을 갖는 금속전개판(30)이 제작된다. 즉, 모델링에서 각각의 슬라이스(13)들이 전개도(14, 15)로 변하고, 이 전개도(14, 15)들이 다시 금속전개판(30, 35)으로 가공되는 것이다. 위와 같이 변하는 모습은 예로 들은 슬라이스들(13)과, 전개도들(14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 15)과, 금속전개판들(30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 35)을 보면 더욱 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 사용되는 금속판의 재질은 내식성이 우수하여 미려한 표면을 갖는 금속이라면 무방하다. 예를 들어, 스테인리스 강판(stainless steel plate)이 사용될 수 있다. 금속판의 두께는 굽힙가공성과 입체 조형물의 무게 등을 고려할 때 2∼10 ㎜가 바람직하다.
본 발명에서 레이저 커팅은 2∼6 ㎾ 급의 CO2 레이저(파장: 10.6㎛)를 사용하되 레이저빔의 스폿 사이즈는 1.0∼3.0 ㎜로 유지하고 레이저빔의 이동 속도는 50∼30000 ㎜/min로 유지함으로써 균일한 절단 품질을 얻을 수 있다.
도 6은 상기와 같이 가공된 금속전개판들을 이용하여 입체 조형물을 완성해나가는 모습을 도시한 것으로, 금속전개판(30)들이 모두 가공되어 준비되면, 아래에서부터 해당되는 금속전개판(30)들을 하나씩 이어서 붙여나간다(제5단계). 좀 더 상세하게는 도면에서 보는 것과 같이 금속전개판을 둥그렇게 말아 그 양단을 용접으로 붙인 후, 그 상부 및 하부를 인접한 다른 금속전개판과 용접으로 붙여 점차 이어 나가는 것이다. 물론, 개별 금속전개판을 먼저 모양을 만든 후 아래쪽과 붙이는 것이 기본적일 것이나, 위아래의 어느 일부를 먼저 붙여 놓은 후, 점차 둥그렇게 말아가면서 용접하여 마감하는 방법을 선택할 수도 있다. 이는 금속전개판이 어느 정도의 두께를 갖느냐에 따라 쉽게 굽혀지거나 쉽지 않게 굽혀지는 경우를 고려하여 굽힘을 위한 기타 프레스 기구 등을 사용할 수도 있음이다.
본 발명에서 용접은 아크 용접과 저항용접 등 다양한 용접방법을 사용하여 이루어질 수 있다. 일례로 비소모성 전극으로 텅스텐 전극을 사용하고 보호가스가 공급되는 텅스텐아크용접인 티그(TIG; tungsten inert gas) 용접을 사용할 수 있다. 이 때 용접전류와 용접전압이 너무 낮으면 용입불량(incomplete penetration)과 용융불량(lack of fusion)의 결함이, 반대로 용접전류와 용접전압이 너무 높으면 용접변형이 발생할 수 있다. 용접속도가 너무 빠르면 언더컷(under cut)이 반대로 용접속도가 너무 느리면 오버랩(overlap)이 발생할 수 있으며, 보호가스의 유량이 너무 낮거나 높으면 기공(blow hole)과 핏트(pit)가 발생할 수 있다.
그러므로 본 발명에서 용접전류는 200∼500A 범위인 것이 바람직하고 180∼220A이면 더욱 바람직하다. 용접전압은 15∼35V 범위인 것이 바람직하고 17∼19V이면 더욱 바람직하다. 용접속도는 5∼10㎜/sec 범위인 것이 바람직하고 6∼8㎜/sec 범위이면 더욱 바람직하다. 보호가스인 아르곤의 유량은 5∼15ℓ/min 범위인 것이 바람직하다.
각 금속전개판(30)들의 접합이 완성되면, 도 6의 두 번째 그림과 같은 형태를 갖게 되는데, 이러한 상태가 완성된 상태는 아닌 것이다. 즉, 용접으로 접합했기 때문에 그 용접부위가 그을려지거나 금속 용융액 등이 용접부위에 붙어있게 되는데, 이들을 그라인더(40)로 갈아내는 작업이 더 수행된다(제6단계). 이러한 그라인딩 작업은 조형물의 외형을 결정하는 마감작업으로, 용접면 이외에도 각 금속전개판(30)들이 단차가 생기는 것들도 모두 연마하여 굴곡이 있는 부분에서는 완만한 곡선이 이어지도록 해주어야 한다.
상기와 같이 그라인딩 작업이 완료되면, 도 6의 세 번째 그림과 같이 조형물(100)의 외형이 완성된다. 완성된 조형물은 금속 고유의 색감으로 되어 있기 때문에, 도 7에서 보는 것과 같이 해당 입체 조형물(100)의 색감을 입히는 도장작업이나 코팅작업 또는 광택작업 등의 마감작업(50)을 수행하는 제7단계를 더 거쳐 완성될 수 있다.
본 발명에 따른 용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법은 도 8에서 보는 것과 같이, 상기 설계된 모델링을 삼각형들로 분할하여 입체 조형물을 제조할 수도 있다. 구체적으로는, 조형물을 설계하는 제1단계와, 설계된 조형물을 삼각형들로 분할하여 세분화하는 제2단계와, 세분화된 슬라이스들의 외형을 전개시키는 제3단계와, 전개된 형태대로 금속판에서 절단하는 제4단계와, 절단된 삼각형 금속전개판들을 조형물의 형상으로 이어서 용접하는 제5단계와, 용접 완료된 조형물의 외형을 그라인딩하는 제6단계를 포함하여 구성된다.
하나의 평면에 복수 개의 삼각형들을 서로 인접하게 전개하고, 인접한 삼각형들을 포함하는 평면의 전개도들을 평판 형태의 금속전개판으로 가공하고, 인접한 삼각형들의 경계를 굽힘가공한 금속전개판들을 용접함으로써 입체 조형물을 편리하게 제조할 수 있다.
또한, 상기 제5단계에서는 가공된 삼각형 금속전개판들 및/또는 인접한 삼각형들의 경계를 굽힘가공한 금속전개판들을 용접할 수도 있을 것이다.
본 발명에 따른 용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법은 도 9에서 보는 것과 같이, 용접된 금속전개판 내부에 보강재(60)를 삽입하여 입체 조형물을 제조할 수도 있다. 그렇게 함으로써 외부 충격이나 압력에 의한 파손을 방지할 수 있다.
보강재는 입체 조형물을 이루는 금속판과 동일한 재질이거나 유사한 성질을 갖는 재질 중에서 선택될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 아크 용접을 이용한 입체 조형물의 제조방법은 설계에 의해 횡방향이나 종방향 또는 사선방향으로 분할된 수십의 슬라이스 금속전개판들을 연속해서 이어 붙여 제작하는 것이기 때문에 설계를 위한 그래픽 작업과, 레이저 커팅기 작동과, 금속전개판들을 이어 붙이는 용접작업 및 그라인딩 작업으로 완성되는 신개념 제조방법인 것이다.
물론, 분할선(11)의 간격을 줄이면 더 완성도 높은 입체 조형물을 제작할 수 있지만, 이렇게 되면 입체를 완성하기 위한 금속전개판(30)이 너무 많아져 잔손질 및 용접작업이 더 힘들어지므로 분할선(11)의 간격을 정할 때에는 입체 조형물의 규모 등 형태를 고려하여 설정해야 할 것이다.
상기와 같은 조각 모음식 조형물의 제조방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10 : 입체 조형물 모델링
11 : 분할선 12 : 굴곡이 없는 부분
13 : 슬라이스 14 : 전개도
20 : 도면 30 : 금속전개판
40 : 그라인더 50 : 마감작업
60: 보강재

Claims (10)

  1. 조형물의 입체를 3D 모델링으로 설계하는 제1단계;
    설계된 모델링을 횡방향이나 종방향 또는 사선방향을 따라 수십의 다층 구조를 갖도록 분할하여 세분화하는 제2단계;
    세분화된 슬라이스들의 외형을 평면형태로 전개하는 제3단계;
    평면의 전개도들을 도면에 넣어 레이저 커팅기에서 평판 형태의 금속전개판으로 가공하는 제4단계;
    가공된 금속전개판들을 굽힘가공하고 용접하여, 설계된 조형물의 형상으로 형성하는 제5단계; 및
    용접이 완료된 조형물의 외형을 그라인딩하는 제6단계;를 포함하고,
    상기 제1단계에서 상기 조형물 입체는 원통 형상이고,
    상기 제4단계의 레이저 커팅에 CO2 레이저를 사용하고, 레이저 출력은 2∼6㎾ 범위이고, 레이저빔의 스폿 사이즈는 1.0∼3.0㎜ 범위이며, 레이저빔의 이동 속도는 50∼30000㎜/min 범위이고,
    상기 제5단계에서 금속전개판들을 아크용접에 의해 용접하고, 용접전류는 200∼500A 범위이고, 용접전압은 15∼35V 범위이며, 용접속도는 5∼10㎜/sec 범위이고, 보호가스인 아르곤의 유량은 5∼15ℓ/min 범위이며,
    상기 제5단계에서 용접될 금속전개판은 어느 일단을 이미 용접되어 성형된 다른 금속전개판에 먼저 붙여 놓은 후, 점차 둥그렇게 말아가면서 다른 금속전개판과 접하는 부분을 순차적으로 용접해 나가도록 하여 원통 형상으로 성형함을 특징으로 하는 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2단계에서 분할하는 선은 입체의 산과 골의 경계를 따라 사선방향으로 됨을 특징으로 하는 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모델링 중에 굴곡이 없는 부분은 상기 제2단계에서 세분화하지 않고 통자의 형태로 분할하여 이를 전개시킴을 특징으로 하는 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라인딩하는 제6단계 이후에 입체 조형물의 외부를 도장하거나 코팅 또는 광택처리를 하는 제7단계를 더 포함함을 특징으로 하는 아크용접을 이용한 입체 조형물 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102177850B1 (ko) * 2020-08-10 2020-11-11 현병식 기체 여과기 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202574A (ja) * 2003-05-27 2004-07-22 Ichimura Seisakusho:Kk 金属板の膨出面形成方法及びそれを用いた立体造形物、並びに金属容器の製造方法及びその方法により得られた圧力容器
JP2007222942A (ja) * 2006-02-07 2007-09-06 L'air Liquide Ar/Heガス混合物を用いたチタンレーザー切断
JP2010065478A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Jfe Steel Corp 補鋼材付き鋼管の製造方法
KR101269458B1 (ko) * 2013-02-25 2013-05-30 김일형 금속구 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202574A (ja) * 2003-05-27 2004-07-22 Ichimura Seisakusho:Kk 金属板の膨出面形成方法及びそれを用いた立体造形物、並びに金属容器の製造方法及びその方法により得られた圧力容器
JP2007222942A (ja) * 2006-02-07 2007-09-06 L'air Liquide Ar/Heガス混合物を用いたチタンレーザー切断
JP2010065478A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Jfe Steel Corp 補鋼材付き鋼管の製造方法
KR101269458B1 (ko) * 2013-02-25 2013-05-30 김일형 금속구 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102177850B1 (ko) * 2020-08-10 2020-11-11 현병식 기체 여과기 제조 방법

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