KR102332224B1 - Engraving production device using 3d printing technique and method thereof - Google Patents

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Abstract

In the production of intaglio using a 3D printing technique, three-dimensional shape data of a three-dimensional sculpture are generated by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced, first intaglio data for the front surface of the three-dimensional sculpture and second intaglio data for the rear surface of the three-dimensional sculpture based on the three-dimensional shape data are generated, a first intaglio mold corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture by processing a first mold-making material through a 3D printing technique based on the first intaglio data is manufactured, and a second intaglio mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture is manufactured by using the 3D printing technique for a second mold-making material based on the second intaglio data. Therefore, it is possible to mold and manufacture three-dimensional sculptures of various materials through the first intaglio mold and the second intaglio mold.

Description

3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치 및 방법{ENGRAVING PRODUCTION DEVICE USING 3D PRINTING TECHNIQUE AND METHOD THEREOF}Intaglio production apparatus and method using 3D printing technique {ENGRAVING PRODUCTION DEVICE USING 3D PRINTING TECHNIQUE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 3D 프린팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하고, 3차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한 후, 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작함으로써, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 통해 다양한 물질의 입체 조각물을 성형 제작할 수 있도록 하는 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printing apparatus, and more particularly, to generate three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced, and based on the three-dimensional shape data, it is applied to the front surface of the three-dimensional sculpture. After generating the first engraving data for the engraving data and the second engraving data for the rear surface of the three-dimensional sculpture, the first molding material is processed through 3D printing technique based on the first engraved data to correspond to the front surface of the three-dimensional sculpture. By producing a first intaglio molding mold, and using a 3D printing technique for a second molding mold making material based on the second intaglio data, by producing a second intaglio molding corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture, the first intaglio molding It relates to an intaglio production apparatus and method using a 3D printing technique for molding and manufacturing three-dimensional sculptures of various materials through a mold and a second intaglio molding mold.

일반적으로, 3D 프린팅 기술은 삼차원으로 제작된 디지털 3D 모델을 물리적인 형태의 실물로 출력하는데 필요한 일련의 기술을 의미하고, 3D 스캐닝 기술은 레이저나 변조광, 구조광을 스캔 대상 객체에 투사하여 스캔 대상 객체의 형상 정보를 취득하고, 취득한 형상 정보를 디지털 정보로 전환하는 일련의 기술을 의미한다. In general, 3D printing technology refers to a series of technologies required to output a three-dimensionally produced digital 3D model as a physical object. It refers to a series of techniques for acquiring shape information of a target object and converting the acquired shape information into digital information.

이러한, 3D 프린팅은 주로 제품 생산을 위한 프로토타입의 제조에 많이 사용되어 왔으나, 최근 기술의 진보 및 경제성 확보 등으로 활용범위가 확대되었고, 3D 프린터의 보급으로 일반 사용자를 대상으로 한 응용분야로 확대되고 있다. 3D 프린팅은 소비재·전자, 자동차, 메디컬·덴탈, 산업기계·사무기기, 항공·우주 등 다양한 산업분야에 적용되고 있으며, 기능성 부품 제조에 주로 활용되고 있다.Such 3D printing has been mainly used for the manufacture of prototypes for product production, but the scope of application has been expanded due to recent technological advances and securing economic feasibility. is becoming 3D printing is being applied to various industries such as consumer goods/electronics, automobiles, medical/dental, industrial/office equipment, and aerospace/space, and is mainly used for manufacturing functional parts.

또한, 3D 프린터는 광경화성 수지에 레이져 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA 방식(StereoLithography Apparatus)과, SLA 방식에서 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS방식(Slective Laser Sintering)과, FDM방식(Fused Deposition Modeling)과, 광경화성 수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는원리를 이용한 DLP방식(Digital Light Processing)이 있다.In addition, the 3D printer uses the SLA method (StereoLithography Apparatus) using the principle that the injected part is cured by injecting laser light into the photocurable resin, and in the SLA method, a functional polymer or metal powder is used instead of the photocurable resin. SLS method (Slective Laser Sintering), FDM method (Fused Deposition Modeling), and DLP method using the principle of partially curing by irradiating light to the lower part of the storage tank where the photocurable resin is stored ( Digital Light Processing).

한편, 최근에는 위와 같은 3D 프린팅 기술을 이용하여 불상 등과 같은 각종 문화재에 대한 입체 조각물도 제작되고 있는 추세이다.Meanwhile, in recent years, three-dimensional sculptures of various cultural assets such as Buddha statues are being produced using the above 3D printing technology.

그러나, 종래 3D 프린팅 기술을 이용한 입체 조각물 제작에 있어서는, 불상 등의 입체 조각물에 대해 스캔한 3D 스캐닝 데이터를 양각 데이터로 생성하고, 양각 데이터를 이용하여 입체 조각물로 제작될 대상 물질을 가공하는 방식으로 제작함에 따라 재질에 제한이 있으며, 3D 프린팅으로 제작된 입체 조각물의 내구성도 떨어지는 문제점이 있었다. However, in the production of a three-dimensional sculpture using the conventional 3D printing technology, 3D scanning data scanned for a three-dimensional sculpture such as a Buddha image is generated as embossed data, and a target material to be produced as a three-dimensional sculpture is processed using the embossed data. As it is produced in this way, there is a limitation in materials, and there is a problem in that the durability of the three-dimensional sculpture produced by 3D printing is also lowered.

대한민국 등록특허번호 10-1762802호(등록일자 2017년 07월 24일)Republic of Korea Patent No. 10-1762802 (Registration Date July 24, 2017)

따라서, 본 발명의 목적은 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하고, 3차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한 후, 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작함으로써, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 통해 다양한 물질의 입체 조각물을 성형 제작할 수 있도록 하는 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to perform a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced to generate three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture, and based on the three-dimensional shape data, first engraving data and three-dimensional data for the front of the three-dimensional sculpture After generating the second engraving data on the back side of the sculpture, the first engraving mold material corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture is produced by processing the first molding frame material based on the first engraving data through 3D printing technique. And, based on the second engraving data, by using 3D printing technique for the material for making the second molding mold, a second engraving mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture is produced, thereby making the first engraving mold and the second engraving mold. It is to provide an intaglio production apparatus and method using a 3D printing technique that enables the molding and production of three-dimensional sculptures of various materials.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치는, 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 상기 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하는 3D 스캐너와, 상기 삼차원 형상 데이터를 기반으로 상기 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 상기 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성하는 음각 데이터 생성부와, 상기 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 상기 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 상기 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작하는 3D 프린터를 포함할 수 있다.The intaglio production apparatus using the 3D printing technique according to the present invention includes a 3D scanner for generating three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced, and the three-dimensional shape data based on the An engraved data generation unit for generating first engraved data for the front of the three-dimensional sculpture and second engraved data for the rear of the three-dimensional sculpture, and a 3D printing technique for a first mold making material based on the first engraved data Processed through to produce a first engraved mold corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture, and based on the second engraving data, using a 3D printing technique for a second mold making material, corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture It may include a 3D printer for producing the second intaglio mold.

또한, 상기 음각 데이터 생성부는, 상기 삼차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 전면에 대응되는 제1 양각 데이터를 추출하고, 상기 제1 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제1 양각 데이터에 대응하는 상기 제1 음각 데이터를 생성할 수 있다.In addition, the engraved data generation unit extracts the first embossed data corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and through reversing data processing for the first embossed data corresponding to the first embossed data The first engraved data may be generated.

또한, 상기 음각 데이터 생성부는, 상기 3차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 후면에 대응되는 제2 양각 데이터를 추출하고, 상기 제2 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제2 양각 데이터에 대응하는 상기 제2 음각 데이터를 생성하는 3D 프린팅 기법을 이용할 수 있다.In addition, the engraved data generation unit extracts second embossed data corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and corresponds to the second embossed data through reversing data processing for the second embossed data It is possible to use a 3D printing technique for generating the second engraved data that is.

또한, 상기 제1 음각 성형틀은, 일측 영역에 상기 입체 조각물의 성형을 위한 원재료 물질이 투입되도록 하기 위한 일정 크기의 제1 홀이 형성되며, 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀을 이용한 상기 입체 조각물의 제작을 위해 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀을 결합시키는 경우, 상기 입체 조각물의 성형 제작을 위한 원재료 물질이 상기 제1 홀을 통해 투입되어 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀의 결합으로 생성된 공간에 충진되는 3D 프린팅 기법을 이용할 수 있다.In addition, the first engraving mold is formed with a first hole of a predetermined size for inputting the raw material for molding the three-dimensional sculpture in one region, the first engraving mold and the second engraving mold When combining the first engraving mold and the second engraving mold for manufacturing the three-dimensional sculpture using A 3D printing technique that fills the space created by the combination of the molding die and the second intaglio molding may be used.

또한, 상기 음각 제작 장치는, 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀을 상기 입체 조각물의 성형 제작을 위해 결합 정렬시키는 정렬부와, 상기 정렬부에 의해 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀이 결합되는 경우 상기 제1 홀을 통해 상기 원재료 물질을 투입시키는 성형물질 충진부를 더 포함할 수 있다.In addition, the intaglio production device, the first intaglio molding frame and the first intaglio molding frame and the first intaglio molding frame by the aligning unit and an aligning unit for coupling and aligning the second intaglio molding frame for the molding and manufacturing of the three-dimensional sculpture. When the second engraving mold is coupled, it may further include a molding material filling part for injecting the raw material through the first hole.

또한, 본 발명은 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 방법으로서, 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 상기 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하는 단계와, 상기 3차원 형상 데이터를 기반으로, 상기 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터를 생성하는 단계와, 상기 3차원 형상 데이터를 기반으로, 상기 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성하는 단계와, 상기 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하는 단계와, 상기 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 상기 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention is a method for producing an intaglio using a 3D printing technique, comprising the steps of performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced to generate three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture, and based on the three-dimensional shape data , Generating first engraved data for the front surface of the three-dimensional sculpture, and based on the three-dimensional shape data, generating second engraving data for the rear surface of the three-dimensional sculpture, the first engraved data Based on the steps of manufacturing a first engraving mold corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture by processing the first mold making material through 3D printing technique, and based on the second engraving data, It may include the step of producing a second engraving mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture by using the 3D printing technique.

또한, 상기 제1 음각 데이터를 생성하는 단계는, 상기 3차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 전면에 대응되는 제1 양각 데이터를 추출하는 단계와, 상기 제1 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제1 양각 데이터에 대응하는 상기 제1 음각 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 3D 프린팅 기법을 이용할 수 있다.In addition, the generating of the first engraved data may include extracting first embossed data corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and reversing data processing for the first embossed data. It is possible to use a 3D printing technique comprising the step of generating the first engraved data corresponding to the first embossed data.

또한, 상기 제2 음각 데이터를 생성하는 단계는, 상기 3차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 후면에 대응되는 제2 양각 데이터를 추출하는 단계와, 상기 제2 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제2 양각 데이터에 대응하는 상기 제2 음각 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 3D 프린팅 기법을 이용할 수 있다.In addition, the generating of the second engraved data may include extracting second embossed data corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture from among the three-dimensional shape data, and reversing data processing for the second embossed data. A 3D printing technique including generating the second engraved data corresponding to the second embossed data may be used.

본 발명의 일실시예에 따르면, 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작에 있어서, 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하고, 3차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한 후, 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작함으로써, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 통해 다양한 물질의 입체 조각물을 성형 제작할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the production of engraving using the 3D printing technique, the three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture is generated by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced, and based on the three-dimensional shape data, the three-dimensional shape data is generated. After generating the first engraving data for the front side of the three-dimensional sculpture and the second engraving data for the rear side of the three-dimensional sculpture, the three-dimensional sculpture is processed by processing the first mold making material based on the first engraving data through 3D printing technique By producing a first engraving mold corresponding to the front of the water, and using the 3D printing technique for the second mold making material based on the second engraving data, by producing a second engraving mold corresponding to the back of the three-dimensional sculpture , it is possible to mold and manufacture three-dimensional sculptures of various materials through the first engraving mold and the second engraving mold.

또한, 위와 같이 제작한 음각 성형틀에 옻칠하고 삼베입혀서 건칠하는 기법을 적용하는 경우 몇 년씩 걸리던 입체 조각물에 대한 문화재 복제 작업을 몇일만에 완성할 수 있어, 문화재 복제 작업의 효율성을 극대화시킬 수 있다.In addition, if the technique of lacquering, burlap, and drying is applied to the engraving mold made as above, the reproduction of cultural properties for three-dimensional sculptures that used to take several years can be completed in a few days, maximizing the efficiency of the reproduction of cultural properties. have.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치의 상세 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입체 조각물 스캔 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제작된 입체 조각물의 음각 성형틀 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 음각 성형틀을 통해 제작된 불상 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치에서의 동작 제어 흐름도.1 is a detailed block diagram of an intaglio production apparatus using a 3D printing technique according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view of a three-dimensional sculpture scan according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary view of the engraving mold of the three-dimensional sculpture manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view of a Buddha image produced through an intaglio mold according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an operation control flow chart in the intaglio production apparatus using a 3D printing technique according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 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 발명에서의 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.Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.1 shows a detailed block configuration of an intaglio production apparatus using a 3D printing technique according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치(100)의 각 구성요소에서의 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation in each component of the intaglio production apparatus 100 using the 3D printing technique according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1 .

먼저, 3D(dimension) 스캐너(scanner)(110)는 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성한다. 이때, 제작 대상 입체 조각물은 예를 들어 불상 등과 같은 문화재에 대응하는 입체 조각물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.First, a 3D (dimension) scanner 110 generates three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be manufactured. In this case, the three-dimensional sculpture to be produced may be, for example, a three-dimensional sculpture corresponding to a cultural property such as a Buddha image, but is not limited thereto.

이때, 3D 스캔 동작에 있어서, 3D 스캐너(110)는 도 2에서 보여지는 바와 같이, 불상 등과 같은 제작 대상 입체 조각물에 대해 전,후,좌,우 방향에서 카메라를 통해 대상물을 촬영하여 3D 스캐닝을 수행할 수 있다.At this time, in the 3D scanning operation, as shown in FIG. 2 , the 3D scanner 110 captures the object through the camera in the front, rear, left, and right directions for the three-dimensional sculpture to be produced, such as a Buddha statue, and performs 3D scanning. can be performed.

또한, 3D 스캐너(110)는 위와 같은 3D 스캐닝 동작을 통해 입체 조각물에 대한 넙스(nurbs : Non-uniform rational B-spline) 또는 폴리콘(polygon)으로 구성되느 3D 스캐닝 데이터를 생성할 수 있다. Also, the 3D scanner 110 may generate 3D scanning data composed of nurbs (Non-uniform rational B-spline) or polygons for a three-dimensional sculpture through the above 3D scanning operation.

음각 데이터 생성부(120)는 3D 스캐너(110)를 통해서 생성된 삼차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한다.The engraved data generation unit 120 generates first engraved data for the front surface of the three-dimensional sculpture and second engraved data for the rear surface of the three-dimensional sculpture based on the three-dimensional shape data generated through the 3D scanner 110 .

이때, 위와 같은 음각 데이터를 생성함에 있어서, 음각 데이터 생성부(120)는 삼차원 형상 데이터 중 입체 조각물의 전면에 대응되는 제1 양각 데이터를 추출하고, 제1 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리(reversing data process)를 통해 제1 양각 데이터에 대응하는 제1 음각 데이터를 생성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, in generating the engraved data as described above, the engraved data generation unit 120 extracts the first embossed data corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture from among the three-dimensional shape data, and reversing data processing for the first embossed data (reversing) data process) may generate the first engraved data corresponding to the first embossed data, but is not limited thereto.

또한, 위와 같은 음각 데이터를 생성함에 있어서, 음각 데이터 생성부(120)는 삼차원 형상 데이터 중 입체 조각물의 후면에 대응되는 제2 양각 데이터를 추출하고, 제2 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리(reversing data process)를 통해 제2 양각 데이터에 대응하는 제2 음각 데이터를 생성할 수 있다. In addition, in generating the engraved data as described above, the engraved data generating unit 120 extracts the second embossed data corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and reversing data for the second embossed data (reversing) data process) to generate the second engraved data corresponding to the second embossed data.

3D 프린터(130)는 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작한다.The 3D printer 130 processes the material for making a first mold based on the first engraving data through 3D printing technique to produce a first engraving mold corresponding to the front of the three-dimensional sculpture, and based on the second engraving data A second engraving mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture is manufactured by using the 3D printing technique for the second mold making material.

이때, 제1 음각 성형틀은 일측 영역에 입체 조각물의 성형을 위한 원재료 물질이 투입되도록 하기 위한 일정 크기의 제1 홀이 형성될 수 있다. 이러한 제1 홀은 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 이용한 입체 조각물의 제작을 위해 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 결합되는 경우, 입체 조각물의 성형 제작을 위한 원재료 물질이 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀의 결합으로 생성된 공간에 충진될 수 있도록 한다.In this case, the first engraving molding frame may have a first hole of a predetermined size for inputting the raw material for the molding of the three-dimensional sculpture in one area. When the first hole is combined with the first engraving mold and the second engraving mold for the production of a three-dimensional sculpture using the first engraving mold and the second engraving mold, the raw material for manufacturing the three-dimensional sculpture is The space created by the combination of the first intaglio mold and the second intaglio mold can be filled.

위와 같이 제작된 음각 성형틀을 이용하여 입체 조각물을 제작하는 과정에서는, 예를 들어 음각 성형틀에 옻칠을 한 후, 삼베입혀서 건칠하는 기법으로 입체 조각물을 제작할 수 있으며, 이러한 제작 기법을 통해 복잡한 형상의 문화재를 복제해야 하는 경우 종래와 비교하여 입체 조각물에 대한 문화재 복제 작업을 상대적으로 빠른 시간에 완성할 수 있게 된다. In the process of producing a three-dimensional sculpture using the engraving mold produced as above, for example, a three-dimensional sculpture can be produced by lacquering the engraving mold and then lacquering it with burlap. When it is necessary to reproduce a cultural property of a complex shape, it is possible to complete the reproduction of the cultural property for a three-dimensional sculpture in a relatively quick time compared to the prior art.

이때, 위와 같은 건칠 기법에서의 옻칠 과정은 예를 들어, 옻나무에서 채집한 수액을 여과하여 여과된 생칠을 생성한 후, 여과된 생칠을 가열하면서 수분을 증발시키고, 직물로 짜여진 삼베를 통해 작고 균일한 입자가 고르게 분포된 양질의 정체칠을 얻어서 옻칠 과정을 수행할 수 있다. At this time, the lacquer process in the dry lacquer technique as described above is, for example, filtering the sap collected from the lacquer tree to produce filtered raw lacquer, then heating the filtered raw lacquer to evaporate moisture, and then passing through the burlap woven with fabric to create a small and uniform lacquer. The lacquer process can be performed by obtaining a high-quality stagnant lacquer in which one particle is evenly distributed.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제작된 입체 조각물의 음각 성형틀을 예시한 것이다.Figure 3 illustrates an intaglio molding frame of a three-dimensional sculpture manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는 불상 등과 같은 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 도시한 것이고, 도 3의 (b)는 불상 등과 같은 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 도시한 것이다.Figure 3 (a) shows a second engraving mold corresponding to the rear surface of a three-dimensional sculpture such as a Buddha image, and Figure 3 (b) is a first engraving mold corresponding to the front surface of a three-dimensional sculpture such as a Buddha image. it will be shown

즉, 본 발명의 일실시예에서는 3D 프린터(130)가 3D 스캐너(110)에서 생성된 입체 조각물에 대한 3D 스캔 데이터 즉, 양각 데이터를 이용하여 해당 불상의 모얌으로 직접 3D 프린팅을 실시하는 것이 아니라, 제1 음각 데이터와 제2 음각 데이터를 기반으로 입체 조각물을 성형 제작할 수 있는 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 제작함으로써, 다양한 물질을 성형틀에 주입하여 다양한 종류의 입체 조각물을 성형 제작할 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, the 3D printer 130 directly performs 3D printing with the Buddha statue using 3D scan data, ie, embossed data, for the three-dimensional sculpture generated by the 3D scanner 110 . Rather, by producing a first engraving mold and a second engraving mold that can mold and manufacture a three-dimensional sculpture based on the first engraving data and the second engraving data, various materials are injected into the mold to form various types of three-dimensional sculptures. Water can be molded.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 음각 성형틀을 통해 제작된 불상을 예시한 것이다.Figure 4 illustrates a Buddha image produced through an intaglio mold according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 보여지는 바와 같이, 불상 등의 문화재는 그 형상이 매우 복잡하여 기존의 방법으로 복제하는 경우 매우 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 형상을 그대로 복제하는 것도 쉽지 않았다.As shown in FIG. 4 , the shape of cultural assets such as a Buddha image is very complicated, and thus, it takes a very long time to reproduce by the conventional method, and it is not easy to reproduce the shape as it is.

또한, 단순히 3D 프린팅을 이용한 양각 데이터를 사용하여 불상을 복제하는 경우에는 3D 프린팅으로 제작할 수 있는 물질의 종류가 제한적일 뿐만 아니라, 제작된 입체 조각물의 내구성도 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, when the Buddha image is simply reproduced using embossed data using 3D printing, there is a problem in that the type of material that can be produced by 3D printing is limited, and the durability of the produced three-dimensional sculpture is also deteriorated.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따라, 제작된 도 3에서와 같은 음각 성형틀을 이용하여 불상을 제작하는 경우에는 다양한 재질을 이용하여 불상을 제조할 수 있게 되어 내구성이 높은 불상을 제조할 수 있으며, 또한 도 4에서와 같은 불상의 복잡한 형상까지 완벽하게 재현이 가능하여 문화재 복제에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있게 된다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, when a Buddha image is manufactured using an intaglio mold as shown in FIG. In addition, it is possible to perfectly reproduce the complex shape of the Buddha statue as shown in FIG. 4, thereby greatly reducing the time required for replicating cultural assets.

정렬부(140)는 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 불상 등의 입체 조각물의 성형 제작을 위해 결합 정렬시킨다.The aligning unit 140 combines and aligns the first engraving mold and the second engraving mold for molding and manufacturing of a three-dimensional sculpture such as a Buddha statue.

성형물질 충진부(150)는 정렬부(140)에 의해 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀이 결합되는 경우 제1 음각 성형틀에 형성된 제1 홀을 통해 원재료 물질을 투입시켜, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀의 결합으로 생성된 공간에 충진시킨다.The molding material filling part 150 injects the raw material through the first hole formed in the first engraving mold when the first engraving mold and the second engraving mold are combined by the aligning part 140, The space created by the combination of the intaglio mold and the second intaglio mold is filled.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치에서의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Figure 5 shows the operation control flow in the intaglio production apparatus using the 3D printing technique according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 .

먼저, 음각 제작 장치(100)는 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성한다. 이때, 제작 대상 입체 조각물은 예를 들어 불상 등과 같은 문화재에 대응하는 입체 조각물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.First, the intaglio production apparatus 100 generates three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be produced. In this case, the three-dimensional sculpture to be produced may be, for example, a three-dimensional sculpture corresponding to a cultural property such as a Buddha image, but is not limited thereto.

이때, 음각 제작 장치(100)는 3D 스캐닝 동작을 통해 입체 조각물에 대한 넙스(nurbs : Non-uniform rational B-spline) 또는 폴리콘(polygon)으로 구성되느 3D 스캐닝 데이터를 생성할 수 있다. In this case, the intaglio production apparatus 100 may generate 3D scanning data composed of nurbs (Non-uniform rational B-spline) or polycon for a three-dimensional sculpture through a 3D scanning operation.

이어, 음각 제작 장치(100)는 3D 스캐닝을 통해서 생성된 삼차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한다.Next, the engraving manufacturing apparatus 100 generates first engraved data for the front surface of the three-dimensional sculpture and second engraved data for the rear surface of the three-dimensional sculpture based on the three-dimensional shape data generated through 3D scanning.

이때, 음각 데이터를 생성함에 있어서, 음각 데이터 생성부(120)는 삼차원 형상 데이터 중 입체 조각물의 전면에 대응되는 제1 양각 데이터를 추출하고, 제1 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리(reversing data process)를 통해 제1 양각 데이터에 대응하는 제1 음각 데이터를 생성할 수 있다. At this time, in generating the engraved data, the engraved data generating unit 120 extracts the first embossed data corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and the reversing data process for the first embossed data ) through the first engraved data corresponding to the first embossed data can be generated.

또한, 위와 같은 음각 데이터를 생성함에 있어서, 음각 제작 장치(100)는 삼차원 형상 데이터 중 입체 조각물의 후면에 대응되는 제2 양각 데이터를 추출하고, 제2 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리(reversing data process)를 통해 제2 양각 데이터에 대응하는 제2 음각 데이터를 생성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, in generating the engraved data as described above, the engraving manufacturing apparatus 100 extracts the second embossed data corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and processing the reversing data for the second embossed data (reversing data) process) may generate the second engraved data corresponding to the second embossed data, but is not limited thereto.

이어, 음각 제작 장치(100)는 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작한다.Next, the intaglio production apparatus 100 processes the first mold making material through a 3D printing technique based on the first intaglio data to produce a first intaglio mold corresponding to the front of the three-dimensional sculpture, and the second intaglio data Based on the 3D printing technique for the material for making the second mold, a second engraving mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture is produced.

위와 같이, 입체 조각물에 대한 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀이 형성된 경우, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 이용하여 불상 등의 입체 조각물을 제작할 수 있다. As described above, when the first engraving mold and the second engraving mold for the three-dimensional sculpture are formed, a three-dimensional sculpture such as a Buddha image may be manufactured using the first engraving mold and the second engraving mold.

이러한 입체 조각물 제작에 있어서, 음각 제작 장치(100)는 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 불상 등의 입체 조각물의 성형 제작을 위해 결합 정렬시킨다.In the production of such a three-dimensional sculpture, the intaglio production apparatus 100 combines and aligns the first intaglio molding frame and the second intaglio molding frame for molding and manufacturing of a three-dimensional sculpture such as a Buddha image.

이어, 음각 제작 장치(100)는 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀이 결합되는 경우 제1 음각 성형틀에 형성된 제1 홀을 통해 원재료 물질을 투입시켜, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀의 결합으로 생성된 공간에 충진시킨다.Next, the intaglio production apparatus 100 injects the raw material through the first hole formed in the first intaglio molding mold when the first intaglio molding mold and the second intaglio molding mold are combined, the first intaglio molding mold and the second intaglio molding mold Fill the space created by the combination of the engraving mold.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작에 있어서, 제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하고, 3차원 형상 데이터를 기반으로 입체 조각물의 전면에 대한 제1 음각 데이터와 입체 조각물의 후면에 대한 제2 음각 데이터를 생성한 후, 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀을 제작하며, 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀을 제작함으로써, 제1 음각 성형틀과 제2 음각 성형틀을 통해 다양한 물질의 입체 조각물을 성형 제작할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, in the production of engraving using the 3D printing technique, a three-dimensional scan is performed on the three-dimensional sculpture to be produced to generate three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture, and the three-dimensional After generating the first engraved data for the front side of the three-dimensional sculpture and the second engraved data for the rear side of the three-dimensional sculpture based on the shape data, the first mold making material based on the first engraved data is 3D printed. A first engraving mold corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture is manufactured by processing, and a second engraving corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture is produced by using 3D printing technique for the second molding frame manufacturing material based on the second engraving data. By manufacturing the mold, it is possible to mold and manufacture three-dimensional sculptures of various materials through the first engraving mold and the second engraving mold.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects according to the configuration of the present invention are not explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

110 : 3D 스캐너 120 : 음각 데이터 생성부
130 : 3D 프린터 140 : 정렬부
150 : 성형 물질 충진부110: 3D scanner 120: intaglio data generation unit
130: 3D printer 140: alignment unit
150: molding material filling part

Claims (8)

3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치로서,
제작 대상 입체 조각물에 대한 3차원 스캔을 수행하여 상기 입체 조각물의 3차원 형상 데이터를 생성하는 3D 스캐너와;
상기 3차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 전면에 대응되는 제1 양각 데이터를 추출한 후 상기 제1 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제1 양각 데이터에 대응하는 제1 음각 데이터를 생성하며, 상기 3차원 형상 데이터 중 상기 입체 조각물의 후면에 대응되는 제2 양각 데이터를 추출하고, 상기 제2 양각 데이터에 대한 리버싱 데이터 처리를 통해 상기 제2 양각 데이터에 대응하는 제2 음각 데이터를 생성하는 음각 데이터 생성부와;
상기 제1 음각 데이터를 기반으로 제1 성형틀 제작 물질을 3D 프린팅 기법을 통해 가공하여 상기 입체 조각물의 전면에 대응하는 제1 음각 성형틀과, 상기 제2 음각 데이터를 기반으로 제2 성형틀 제작 물질에 대해 3D 프린팅 기법을 이용하여 상기 입체 조각물의 후면에 대응하는 제2 음각 성형틀를 제작하는 3D 프린터를 포함하되,
상기 3D 프린터는, 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀을 형성할 때, 상기 입체 조각물의 성형 제작을 위해 결합 정렬시키는 정렬부와 상기 정렬부에 의해 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀이 결합되는 경우 일측 영역에 상기 입체 조각물의 성형을 위한 원재료 물질을 투입하기 위한 일정 크기의 제1 홀을 함께 형성하며;
상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀의 내측면에 옻칠을 하고 삼베를 입힌 후 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀을 서로 결합한 다음 상기 입체 조각물의 성형 제작을 위한 원재료 물질을 상기 제1 홀을 통해 투입하여 상기 제1 음각 성형틀과 상기 제2 음각 성형틀의 결합으로 생성된 공간에 대응하는 입체 조각물을 성형하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 기법을 이용한 음각 제작 장치.As an intaglio production device using 3D printing technique,
a 3D scanner for generating three-dimensional shape data of the three-dimensional sculpture by performing a three-dimensional scan on the three-dimensional sculpture to be manufactured;
After extracting the first embossed data corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, the first embossed data corresponding to the first embossed data is generated through reversing data processing for the first embossed data, Extracting second embossed data corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture among the three-dimensional shape data, and generating second engraved data corresponding to the second embossed data through reversing data processing for the second embossed data an engraved data generation unit;
Based on the first engraved data, a first engraved molding material corresponding to the front surface of the three-dimensional sculpture is processed through 3D printing, and a second molding mold is manufactured based on the second engraved data. Including a 3D printer for producing a second engraving mold corresponding to the rear surface of the three-dimensional sculpture by using a 3D printing technique for the material,
The 3D printer, when forming the first engraving mold and the second engraving mold, the first engraving mold and the first engraving mold by the aligning unit and the aligning unit for coupling and aligning for the molding production of the three-dimensional sculpture forming a first hole of a predetermined size for inputting a raw material for molding the three-dimensional sculpture in one area when the second engraving mold is coupled;
After lacquering the inner surfaces of the first engraving mold and the second engraving mold and applying burlap, the first engraving mold and the second engraving mold are combined with each other, and then raw materials for molding and manufacturing the three-dimensional sculpture Intaglio production apparatus using a 3D printing technique, characterized in that by injecting a material through the first hole to mold a three-dimensional sculpture corresponding to the space created by the combination of the first intaglio mold and the second intaglio mold . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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