KR101604674B1 - 한국형 레저보트 건조공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한국형 레저보트 건조공법에 관한 것으로, CFD(전산유체역학) 시뮬레이션을 통한 해석기법 및 선급별 CAD-CAM 연동 생산관리 방식에 따라 이루어지는 도면 설계인 3차원 기반 선형설계 단계; 상기 3차원 기반 선형설계 단계를 통해 설계된 파워보트를 일정 크기 비율로 축소하여 모형선을 만들고, 이 모형선을 시험용 수조에 띄운 후 실 해상과 동일 조건에서 운항 시험을 하는 모형 수조시험 단계; 상기 모형 수조시험 후 얻어진 시험자료와 CFD 자료를 서로 비교하여 최초 설계된 사항을 보정하여 시제선 제작에 필요한 최종 설계자료를 확보하는 설계 보정 단계; 설계 보정이 완료되면, 보정된 데이터에 기반하여 5축가공 장비를 이용하여 선체몰드를 제작하는 5축가공 선체몰드 제작단계; 선체몰드 제작이 완료되면, 수지를 이용하여 선체를 진공성형하는 진공성형 단계; 진공성형이 완료되면, NOx와 SOx의 저감 및 운항에 필요한 시스템을 선급에 따라 정해진 스펙범위 내에서 탑재하는 SCR 시스템 및 항해 통신시스템 탑재단계; 상기 탑재단계 후 내장품을 포함한 의장과 선체 내부 인테리어가 수행되는 의장 및 인테리어 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 한국형 레저보트 건조공법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 한국에 걸맞도록 규격화, 정규화된 레저선박 건조공법을 개발하여 경쟁력 확보 및 중소형 선박 산업 활성화에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

한국형 레저보트 건조공법{KOREANIZED LEISURE BOAT MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 한국형 레저보트 건조공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 첨단 종합선박 건조를 위해 특히 한국에 걸맞도록 규격화, 정규화된 레저선박 건조공법을 개발하여 경쟁력 확보 및 중소형 선박 산업 활성화에 기여할 수 있도록 한 한국형 레저보트 건조공법에 관한 것이다.

최근 레저 인구의 증가에 따라 강, 호수, 또는 바다와 같은 수상에서 수상 스포츠를 즐기는 사람들이 많아졌고, 이에 따라 수상에서 사용되는 스포츠가 다양해지고 있는 추세이다.

일반적으로, 수상 레저용으로 사용되는 물놀이 기구로는 개인용으로서 튜브(tube)나 구명조끼가 있으며, 단체용으로는 주로 보팅(boating)을 하기 위한 보트(boat)가 있으며, 보트는 보팅을 하는 즐거움도 있지만 최근에는 보트로서 물 위에서 끌고 다니는 일명 바나나 보트 등이 여러 종류의 다양한 보트들이 개발되어 레저용으로 많이 사용되고 있다.

수상(또는 해양)에서 사용되는 레저 스포츠 용품으로서는 요트, 자전거(체인 구동식)를 동력원으로 한 보트, 모터를 동력원으로 한 제트 보트, 수상 스키, 레저 보트 등과 같은 것을 들 수 있으며, 이와 같은 수상 스포츠에서 사용되는 레저보트의 동력은 풍력, 스포츠 용품 본체에 장착된 모터 등의 원동기로부터 비롯된다.

이와 같은 레저보트(Leisure Boat)는 어선, 상선과 달리 레저와 여가를 목적으로 사용되는 동력선박이기 때문에 통상 파워보트라고 하며, 동력과 크기를 기준으로 아웃보드 보트, 인보드 보트, 슈퍼요트 등으로 구분된다.

최근에는 항해 안전성을 증대시키기 위해 이러한 레저보트에 첨단 조선기술 외에 부품 소재, 자동차, 메카트로닉스 기술 등이 접목되면서 첨단 종합선박 산업의 한 분야로 발전하고 있고, 이를 통합형 레저선박 건조시스템이라 한다.

그런데, 국내의 경우에는 열악한 선박 건조환경 때문에 이러한 통합형 레저선박 건조시스템을 도입하기 어렵고, 도입한다고 하더라도 실효성이 매우 떨어진다.

특히, 레저선박의 주종을 이루는 20feet급/60feet급의 경우에는 경쟁력 확보를 위해 활주선형 설계에서부터 모형시험, 성형 및 생산공법, 도면 공유 및 자동화 등과 관련하여 체계적인 관리 및 개발이 시급히 필요하다.

등록특허 제0971085호(2010.07.12) 등록특허 제0997493호(2010.11.24) 공개특허 제2014-0052226호(2014.05.07)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 레저보트의 설계에서부터 생산에 이르기까지 체계적이고 일관된 공정관리가 가능토록 하여 효율적이고 경쟁력 높은 레저보트 생산이 가능하도록 개선된 한국형 레저보트 건조공법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, CFD(전산유체역학) 시뮬레이션을 통한 해석기법 및 선급별 CAD-CAM 연동 생산관리 방식에 따라 이루어지는 도면 설계인 3차원 기반 선형설계 단계; 상기 3차원 기반 선형설계 단계를 통해 설계된 파워보트를 일정 크기 비율로 축소하여 모형선을 만들고, 이 모형선을 시험용 수조에 띄운 후 실 해상과 동일 조건에서 운항 시험을 하는 모형 수조시험 단계; 상기 모형 수조시험 후 얻어진 시험자료와 CFD 자료를 서로 비교하여 최초 설계된 사항을 보정하여 시제선 제작에 필요한 최종 설계자료를 확보하는 설계 보정 단계; 설계 보정이 완료되면, 보정된 데이터에 기반하여 5축가공 장비를 이용하여 선체몰드를 제작하는 5축가공 선체몰드 제작단계; 선체몰드 제작이 완료되면, 수지를 이용하여 선체를 진공성형하는 진공성형 단계; 진공성형이 완료되면, NOx와 SOx의 저감 및 운항에 필요한 시스템을 선급에 따라 정해진 스펙범위 내에서 탑재하는 SCR 시스템 및 항해 통신시스템 탑재단계; 상기 탑재단계 후 내장품을 포함한 의장과 선체 내부 인테리어가 수행되는 의장 및 인테리어 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 한국형 레저보트 건조공법을 제공한다.

이때, 상기 진공성형 단계는, RTM(Resin Transfer Molding) 진공성형법을 통해 성형되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 한국에 걸맞도록 규격화, 정규화된 레저선박 건조공법을 개발하여 경쟁력 확보 및 중소형 선박 산업 활성화에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 한국형 레저보트 건조공법을 보인 플로우챠트이다.
도 2는 본 발명에 따른 건조공법 중 3차원 기반 선형설계 단계의 예시화면이다.
도 3은 본 발명에 따른 건조공법 중 모형시험 예를 보인 예시적인 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 건조공법 중 5축가공 선체몰드 단계의 수행예를 보인 예시적인 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 건조공법 중 진공성형 예를 보인 예시적인 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 한국형 레저보트 건조공법은 먼저, 3차원 기반의 선형설계 단계가 수행된다.

상기 3차원 기반의 선형설계 단계는 선급별 CAD-CAM 연동 생산관리 방식에 따라 이루어지는 도면 설계단계로서, 특히 20feet급 또는 60feet급 요구사항에 맞춰 이론적인 설계를 수행하는 단계이다.

이 경우, 파워보트의 주종은 활주형 선형 혹은 반활주형 선형이므로, 설계단계에서 CFD(전산유체역학) 시뮬레이션을 통한 해석기법을 적용하여 모델화되게 설계하여야 한다.

이때, 상기 CFD 시뮬레이션 결과는 DB에 저장되어 지속적으로 업데이트되도록 하며, 시뮬레이션은 실제 해상 환경을 바꿔가면서 적용하여 결과를 얻도록 하여야 한다.

상기 3차원 기반의 선형설계 단계의 진행은 도 2의 예시와 같고, 선체 제작과 관련된 모든 CAD 데이터는 카탈로그 DB로 저장되어 설계시 재사용 가능하도록 하며, 이후 다른 파워보트 데이터 DB도 추가 등록 가능하게 함으로써 카탈로그의 확장성을 확보하도록 함이 특히 바람직하다.

이어, 모형 수조시험 단계가 수행된다.

상기 모형 수조시험 단계는 도 3의 예시와 같이, 3차원 기반의 선형설계 단계를 통해 설계된 파워보트를 일정 크기 비율로 축소하여 모형선을 만들고, 이 모형선을 시험용 수조에 띄운 후 실 해상과 동일 조건에서 운항 시험을 하는 단계이다.

이때, 상기 모형 수조시험 단계에서 모형선을 통해 얻을 수 있는 자료는 저항성능(선저형상에 대한 저항, 항주시 침수표면적의 변화에 따른 저항, 차인선형의 선저형상에 따른 저항 등)의 평가를 통해 얻어지는데, 이러한 자료는 CFD를 통해 얻은 자료와 함께 DB에 저장되고, 상호 비교되어 시제선 제작시 중요한 고려 요소로 활용된다.

이후, 설계 보정 단계가 수행된다.

상기 설계 보정 단계는 상술한 모형 수조시험 후 얻어진 시험자료와 CFD 자료를 서로 비교하여 최초 설계된 사항을 보정하여 시제선 제작에 필요한 최종 설계자료를 확보하는 단계이다.

이렇게 하여 설계 보정이 완료되면, 이어 5축가공 선체몰드 제작단계가 수행된다.

상기 5축가공 선체몰드 제작단계는 도 4의 예시와 같이, 선체 페어링(Fairing)의 고품질화를 달성하기 위한 것으로, 지금까지는 수작업에 의존하였기 때문에 공간 각 부의 연결부위에서 치수 오차가 발생하고 이는 가공 정확성 결여로 품질저하나 불량의 원인이 되었지만, 본 발명에서는 5축가공이 가능한 장비를 이용하여 고정도의 복잡한 자유곡면을 신속하고 정밀하게 가공할 수 있게 된다.

그리고, 선체몰드 제작이 완료되면, 이어 진공성형 단계가 수행된다.

상기 진공성형 단계는 RTM(Resin Transfer Molding), 즉 인퓨전 진공성형법을 이용하여 수행되는 단계로서, 적정량의 수지를 사용하여 정밀한 컨트롤이 가능하기 때문에 파워보트의 경량화, 온도 압력 자동 컨트롤 가능으로 인해 고강도 고품질의 선체를 성형할 수 있게 된다.

이러한 진공성형 단계는 도 5의 예시와 같이, 제작된 선체몰드를 이용하여 진공방식으로 성형하게 된다.

이후, SCR시스템, 항해 통신시스템 탑재단계가 수행된다.

SCR시스템은 공지된 배출가스저감 시스템으로서, NOx와 SOx의 저감을 위한 시스템이며, 항해 통신시스템은 운항에 필요한 설비로서 선급에 따라 정해진 스펙범위 내에서 탑재된다.

물론, 상기 시스템들이 탑재되는 시점은 이미 엔진 등 항주에 필요한 선박 기본 추진시스템들이 갖추어져 있다는 것을 전제로 한다.

이렇게 하여, 기본 시스템들이 갖추어지면 기타 내장품 등의 의장과 내부 인테리어가 수행되는 의장 및 인테리어 단계가 수행된다.

의장품과 인테리어는 선주의 요구에 따라 다양한 종류와 형태가 될 수 있으므로 특별히 한정할 필요는 없다.

이와 같이, 본 발명에 따른 한국형 레저보트 건조공법은 특히, 20feet급, 또는 60feet급 파워보트 건조시, 설계에서부터 시험, 설계보정, 그리고 몰드제작, 시제선 성형 등에 이르는 과정이 정밀하게 관리되고, DB화되기 때문에 기존처럼 작업자의 숙련도에 의지함으로 인해 고비용, 저생산성, 고불량성 등의 문제를 일소하고, 한국형에 적합한 파워보트를 생산할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. CFD 시뮬레이션을 통한 해석기법 및 선급별 CAD-CAM 연동 생산관리 방식에 따라 이루어지는 도면 설계로서, 20feet급 또는 60feet급 선체를 전산유체역학 시뮬레이션을 통한 해석기법을 적용하여 모델화되게 설계하는 3차원 기반 선형설계 단계; 상기 3차원 기반 선형설계 단계를 통해 설계된 파워보트를 일정 크기 비율로 축소하여 모형선을 만들고, 이 모형선을 시험용 수조에 띄운 후 실 해상과 동일 조건에서 운항 시험을 하는 모형 수조시험 단계; 상기 모형 수조시험 후 얻어진 시험자료와 CFD 자료를 서로 비교하여 최초 설계된 사항을 보정하여 시제선 제작에 필요한 최종 설계자료를 확보하는 설계 보정 단계; 설계 보정이 완료되면, 보정된 데이터에 기반하여 5축가공 장비를 이용하여 선체몰드를 제작하는 5축가공 선체몰드 제작단계; 선체몰드 제작이 완료되면, 수지를 이용하여 선체를 진공성형하는 진공성형 단계; 진공성형이 완료되면, NOx와 SOx의 저감 및 운항에 필요한 시스템을 선급에 따라 정해진 스펙범위 내에서 탑재하는 SCR 시스템 및 항해 통신시스템 탑재단계; 상기 탑재단계 후 내장품을 포함한 의장과 선체 내부 인테리어가 수행되는 의장 및 인테리어 단계;를 포함하여 이루어는 한국형 레저보트 건조공법에 있어서;
   상기 CAD-CAM 연동 생산방식에서 사용한 CAD 데이터는 카탈로그 DB로 저장되어 설계시 재사용 가능하도록 하며;
   상기 CFD 시뮬레이션 결과는 DB에 저장되어 지속적으로 업데이트되도록 하고;
   상기 진공성형 단계는, RTM(Resin Transfer Molding) 진공성형법을 통해 성형되는 것을 특징으로 하는 한국형 레저보트 건조공법.
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