KR102461799B1 - 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 형성하고자 하는 다양한 비정형의 판면 성형 정보를 3D 프린터에 저장하는 단계; 3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 비정형의 판면을 이루도록 하며, 일측면의 외주연부로는 복수의 앙카홈 형성돌기가 판면에 대해 수직의 방향으로 돌출 형성되도록 뒷판 성형 몰드를 성형하는 단계; 상기 뒷판 성형 몰드의 각 앙카홈 형성돌기에는 언더컷 성형용 캡이 맞춤 끼워지도록 하는 단계; 3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 뒷판 성형 몰드와 동일한 비정형의 판면을 이루도록 하여 앞판 성형 몰드를 성형하는 단계; 상기 뒷판 성형 몰드의 앙카홈 형성돌기가 형성되는 방향으로 일정 폭을 이격시켜 측판 성형 몰드를 이용하여 콘크리트 몰탈이 주입되는 면이 개방되도록 하여 상기 앞판 성형 몰드가 조립되게 하는 단계; 조립된 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드의 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하는 단계; 타설한 콘크리트가 경화되도록 한 후 경화시킨 콘크리트 블록으로부터 외부의 각 성형 몰드들이 탈형되게 하는 단계; 성형된 콘크리트 블록에 매설되도록 한 언더컷 성형용 캡을 포함하는 앙카홈을 통해 언더컷 앙카를 연결하는 단계로서 이루어진다.

Description

외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법{Manufacturing method of amorphous concrete panels for exterior}

본 발명은 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 판면이 비정형의 곡면으로 이루어지는 외장용 콘크리트 패널의 언더컷 앙카가 연결되는 면으로는 언더컷 부위를 형성하는 앙카홈이 일체로 형성되게 함으로써 앙카홈의 후가공에 따른 콘크리트 패널의 강도 저하나 크랙 발생 등이 방지되도록 하면서 성형 몰드를 쉽고 저렴하게 제작할 수 있도록 하는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 초고성능 콘크리트(Ultra-High Performance Concrete; UHPC)는 일반 콘크리트에 비하여 압축 및 인장 강도, 인성 및 연성 등의 역학적 측면 및 유동성, 성형성 등 시공적 측면에서 우수한 성질을 보유하고 있어 외장용 건축 재료, 비정형 콘크리트 등 다양한 구조물에 적용이 확대되고 있다.

초고성능 콘크리트(UHPC)는 고강도 콘크리트의 취성적인 특징을 완화하고 인장강도, 연성능력 및 충격성능 확보를 위해 강섬유를 혼합하여 사용하는 경우가 많지만 표면으로 노출되는 강섬유로 인해 안전면에서도 문제가 있는 동시에 미관을 해치게 되는 폐단이 있으므로 이를 해결하기 위하여 시멘트에 첨가되는 금속 스트라이프를 철, 인, 탄소, 실리콘 및 크롬계 금속 합금으로 제조하는 방법이 제안된 바 있기는 하지만 이때에도 여전히 금속 스트라이프가 콘크리트 구조물 표면으로 돌출되므로 안전성 뿐만 아니라 경제성이 낮은 단점이 있다.

등록특허 제1663048호(2016.09.29.)의 외장용 초고성능 콘크리트의 제조 방법에서는 강섬유가 첨가되지 않은 제1콘크리트혼합물을 몰드 저면에 타설한 후 제1콘크리트혼합물의 상면에 강섬유가 첨가된 제2콘크리트혼합물이 타설되게 하여 외관이 개선되도록 하면서 안전성이 우수해지도록 하였다.

이렇게 강도가 증강되도록 하는 콘크리트 패널은 통상 앙카 또는 앙카 볼트를 이용하여 건물 등에 고정되도록 하고 있다.

앙카 또는 앙카 볼트는 플랜지 및 철골과 같은 피고정물을 건물이나 가구 등과 같은 바닥면 및 벽면(이하 시공면 이라 합니다)에 고정시키기 위한 것으로서, 빌딩 공사 시, 콘크리트 벽면에 벽판을 고정하는 경우와, 외장을 미려하기 하기 위하여 사용되는 화강암 재질의 벽판을 콘크리트 벽면에 고정하는 경우 등에 앙카가 사용된다.

하지만 외장용 콘크리트 패널을 고정시키기 위해서 사용되는 언더컷 앙카를 연결하기 위해서 제작된 콘크리트 패널에 앙카홀을 형성하다보면 콘크리트 패널의 강도가 저하되기도 하고, 급기야는 콘크리트 패널에 크랙이 발생되기도 하며, 특히 비정형의 콘크리트 패널에는 앙카홀 형성 작업이 매우 난해한 문제점이 있다.

(문헌 1) 등록특허 제1663048호(2016.09.29.)

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 외장용 비정형 콘크리트 패널을 성형하면서 언더컷 앙카가 연결되는 앙카홈이 일체로 형성되게 하면서 비정형면에 대해서 수직의 방향으로 앙카 연결이 가능하도록 하여 안정되고 견고한 연결과 함께 콘크리트 패널의 강도를 안전하게 유지될 수 있도록 하는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법을 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 곡면의 판면을 갖는 다양한 비정형 콘크리트 패널의 성형 몰드가 PLA 소재를 이용하여 3D 프린팅에 의해 보다 쉽고 저렴하게 제작할 수 있도록 하는 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법은, 형성하고자 하는 다양한 비정형의 판면 성형 정보를 3D 프린터에 저장하는 단계; 3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 비정형의 판면을 이루도록 하며, 일측면의 외주연부로는 복수의 앙카홈 형성돌기가 판면에 대해 수직의 방향으로 돌출 형성되도록 뒷판 성형 몰드를 성형하는 단계; 상기 뒷판 성형 몰드의 각 앙카홈 형성돌기에는 언더컷 성형용 캡이 맞춤 끼워지도록 하는 단계; 3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 뒷판 성형 몰드와 동일한 비정형의 판면을 이루도록 하여 앞판 성형 몰드를 성형하는 단계; 상기 뒷판 성형 몰드의 앙카홈 형성돌기가 형성되는 방향으로 일정 폭을 이격시켜 측판 성형 몰드를 이용하여 콘크리트 몰탈이 주입되는 면이 개방되도록 하여 상기 앞판 성형 몰드가 조립되게 하는 단계; 조립된 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드의 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하는 단계; 타설한 콘크리트가 경화되도록 한 후 경화시킨 콘크리트 블록으로부터 외부의 각 성형 몰드들이 탈형되게 하는 단계; 성형된 콘크리트 블록에 매설되도록 한 언더컷 성형용 캡을 포함하는 앙카홈을 통해 언더컷 앙카를 연결하는 단계로서 이루어진다.

상기 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드는 비정형의 곡면으로 이루어진다.

상기 언더컷 성형용 캡은 일단이 상기 앙카홈 형성돌기의 외주면에 맞춤 삽입되고, 상기 앙카홈 형성돌기의 선단으로부터 외측으로 점차 외경이 확장되도록 하는 형상이다.

상기 언더컷 성형용 캡은 경질의 합성수지 또는 부식에 강한 금속재로서 형성한다.

상기에서와 같은 구성의 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법에 의해서 3D 프린팅을 이용하여 보다 저렴하고 다양한 형상으로 비정형의 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드를 제작할 수가 있도록 하므로 좀더 다양한 비정형의 외장용 콘크리트 패널을 제작할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 3D 프린팅에 의해 비교적 저렴한 PLA 소재를 사용하여 좀더 다양한 비정형의 성형 몰드를 보다 쉽고 저렴하게 제작할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법을 예시하는 순서도
도 2는 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법에 의해 3D 프린터를 이용하여 성형되는 뒷판 성형 몰드를 예시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 과정에서 뒷판 성형 몰드의 앙카홈 형성돌기에 언더컷 성형용 캡을 연결하는 구성을 예시하는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 과정에서 뒷판 성형 몰드에 앞판 성형 몰드를 조립한 상태를 예시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 과정에서 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드의 사이에 콘크리트 몰탈을 충진시킨 상태를 예시한 일부 확대 단면도
도 6은 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 과정에서 콘크리트 패널로부터 성형 몰드를 탈형시킨 상태를 예시한 일부 확대 단면도
도 7은 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법에 의해 성형한 콘크리트 패널에 언더컷 앙카를 연결하는 구성을 예시한 요부 확대 단면도

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 외장용 콘크리트 패널의 제조 방법을 예시하는 순서도이다.

예시한 바와 같이 본 발명은 3D 프린터를 이용한 몰드 제작과 함께 앙카홈이 콘크리트 패널에 일체로 형성되도록 하는데 특징이 있다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명은 3D 프린터를 사용하여 몰드를 제작하게 된다.

본 발명에 의해 제작되는 몰드는 특히 다양한 곡면으로 이루어지는 비정형의 형상으로 앞판과 뒷판이 형성되도록 하며, 이중 뒷판에는 앙카홈이 일체로 형성되도록 하는 것이다.

이를 위해 성형하고자 하는 몰드 제작을 위하여 3D 프린터에는 제작하고자 하는 다양한 곡면을 갖는 비정형의 판면 형성에 적절한 성형 정보가 저장되도록 한다.

즉, 3D 프린터에 저장된 성형 정보대로 3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용해서 도 2에서와 같은 비정형의 뒷판 성형 몰드(10)를 제작한다.

3D 프린팅에 의해 일정 두께로서 제작되는 비정형의 뒷판 성형 몰드(10)에는 도면에서와 같이 일측면으로는 일정 직경의 앙카홈 형성돌기(11)가 외주연부를 따라 복수 개로서 돌출 형성되도록 한다.

다만, 비정형의 뒷판 성형 몰드(10) 일측으로 형성되는 앙카홈 형성돌기(11)는 비정형의 판면으로부터 수직의 방향으로 균일한 높이로 돌출되도록 하며, 따라서 앙카홈 형성돌기(11)는 다양한 방향으로 형성한다.

뒷판 성형 몰드(10)에서 앙카홈 형성돌기(11)에는 도 3에서와 같이 선단부로부터 언더컷 성형용 캡(20)이 끼워지도록 한다.

언더컷 성형용 캡(20)은 일단이 앙카홈 형성돌기(11)의 외주면에 맞춤 삽입될 수 있도록 앙카홈 형성돌기(11)의 외주면보다는 미세하게 큰 내경을 형성하도록 하고, 앙카홈 형성돌기(11)의 선단으로부터 외측으로 점차 외경이 확장되는 형상으로 언더컷이 형성되도록 한다.

특히, 언더컷 성형용 캡(20)은 경질의 합성수지 또는 부식에 강한 금속재로서 형성되게 하는 것이 보다 바람직하다.

이렇게 성형되는 뒷판 성형 몰드(10)에 대응하여 동일한 비정형의 판면을 갖도록 3D 프린터를 이용하여 PLA 소재에 의해 앞판 성형 몰드(30)가 성형되도록 하고, 도 4에서와 같이 뒷판 성형 몰드(10)와 앞판 성형 몰드(30)의 외주연 단부가 상호 마주보는 방향으로 절곡시켜 조립되도록 하거나 별도로 측판을 제작하여 조립되도록 한다.

다만, 뒷판 성형 몰드(10)와 앞판 성형 몰드(30)의 사이에는 콘크리트 몰탈이 삽입될 수 있도록 하는 공간을 형성하도록 한다.

즉, 뒷판 성형 몰드(10)와 앞판 성형 몰드(30)의 조립에 의해 그 사이에 형성되는 내부 공간으로는 도 5에서와 같이 콘크리트 몰탈이 타설되도록 한다.

콘크리트 몰탈이 타설된 상태에서 일정 시간이 경과하게 되면 타설된 콘크리트는 경화되며, 콘크리트가 경화되면 콘크리트를 감싸고 있던 뒷판 성형 몰드(10)와 앞판 성형 몰드(30)가 탈형되도록 한다.

특히, 뒤판 성형 몰드(10)를 탈형 시 콘크리트 패널(40)로부터는 앙카홈 형성돌기(11)가 동시에 분리되지만 각 앙카홈 형성돌기(11)에 결합되어 있던 언더컷 성형용 캡(20)은 도 6에서와 같이 콘크리트 패널(40)에 매립되면서 앙카홈 형성돌기(11)가 제거된 부위와 함께 앙카홈(41)을 형성하게 된다.

한편, 언더컷 성형용 캡(20)이 매설되도록 한 앙카홈(41)으로는 도 7에서와 같이 언더컷 앙카(50)가 연결되도록 한다.

이와 같이 본 발명은 주로 인테리어 마감재로 사용되는 콘크리트 패널(40)을 판면이 곡면으로 이루어지는 비정형의 형상으로 형성되도록 하면서 일측면으로는 언더컷 앙카(50)가 고정 결합될 수 있는 언더컷을 형성하는 앙카홈(41)이 일체로 형성되게 함으로써 좀더 빠른 언더컷 앙카(50)의 연결이 이루어질 수 있도록 한다.

콘크리트 패널(40)에 앙카홈(41)이 일체로 형성되게 함으로써 앙카홈(41)을 후가공 시 발생할 수 있는 콘크리트 패널(40)의 강도 약화 및 크랙과 같은 손상을 방지할 수가 있도록 하므로 콘크리트 패널(40)의 안전한 유지를 가능하도록 하게 된다.

또한, 콘크리트 패널(40)에 미리 앙카홈(41)을 형성하게 되면 콘크리트 패널(40)에는 언더컷 앙카(50)만을 연결하면 되므로 콘크리트 패널(40)의 설치 시공 시간을 대폭적으로 단축시킬 수가 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 콘크리트 패널(40)의 성형을 위해서 매우 다양한 비정형의 판면을 갖는 성형 몰드를 3D 프린터를 이용하여 제작하면서 비교적 저렴한 소재인 PLA를 사용하면서 경제적인 성형 몰드의 제작이 가능하도록 한다.

특히, 성형 몰드를 제작하면서 매우 다양한 비정형의 판면을 갖는 콘크리트 패널(40)의 제작이 가능하게 되는 동시에 콘크리트 패널(40)에 언더컷이 형성되는 앙카홈(41)을 일체로 형성되도록 하므로 보다 다양한 곡면을 갖는 비정형의 성형 몰드와 함께 그에 의한 다양한 비정형의 콘크리트 패널(40) 제작이 용이한 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 뒷판 성형 몰드
11 : 앙카홈 형성돌기
20 : 언더컷 성형용 캡
30 : 앞판 성형 몰드
40 : 콘크리트 패널
41 : 앙카홈
50 : 언더컷 앙카

Claims (4)

1. 형성하고자 하는 다양한 비정형의 판면 성형 정보를 3D 프린터에 저장하는 단계;
   3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 비정형의 판면을 이루도록 하며, 일측면의 외주연부로는 복수의 앙카홈 형성돌기가 판면에 대해 수직의 방향으로 돌출 형성되도록 뒷판 성형 몰드를 성형하는 단계;
   상기 뒷판 성형 몰드의 각 앙카홈 형성돌기에는 언더컷 성형용 캡이 맞춤 끼워지도록 하는 단계;
   3D 프린팅에 의해 PLA 소재를 이용하여 일정 두께로서 뒷판 성형 몰드와 동일한 비정형의 판면을 이루도록 하여 앞판 성형 몰드를 성형하는 단계;
   상기 뒷판 성형 몰드의 앙카홈 형성돌기가 형성되는 방향으로 일정 폭을 이격시켜 측판 성형 몰드를 이용하여 콘크리트 몰탈이 주입되는 면이 개방되도록 하여 상기 앞판 성형 몰드가 조립되게 하는 단계;
   조립된 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드의 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하는 단계;
   타설한 콘크리트가 경화되도록 한 후 경화시킨 콘크리트 블록으로부터 외부의 각 성형 몰드들이 탈형되게 하는 단계;
   성형된 콘크리트 블록에 매설되도록 한 언더컷 성형용 캡을 포함하는 앙카홈을 통해 언더컷 앙카를 연결하는 단계;
   로서 이루어지는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 뒷판 성형 몰드와 앞판 성형 몰드는 비정형의 곡면으로 이루어지는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 언더컷 성형용 캡은 일단이 상기 앙카홈 형성돌기의 외주면에 맞춤 삽입되고, 상기 앙카홈 형성돌기의 선단으로부터 외측으로 점차 외경이 확장되는 형상으로 형성하는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 언더컷 성형용 캡은 경질의 합성수지 또는 부식에 강한 금속재로서 형성하는 외장용 비정형 콘크리트 패널의 제조 방법.
   
   

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