KR102516894B1 - 추모용 인물 부조 제조방법 - Google Patents

추모용 인물 부조 제조방법 Download PDF

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Abstract

추모용 인물 부조 제조방법이 개시된다. 추모용 인물 부조 제조방법은 고인의 얼굴이 포함된 2D 이미지를 모델링부에 입력하고, 상기 모델링부에서 상기 얼굴을 입체적인 부조 형상으로 모델링하는 모델링 단계; CNC 공작기계를 이용하여 부조판에 상기 입체적인 부조 형상을 새기는 가공 단계; 상기 입체적인 부조 형상이 새겨진 상기 부조판을 세척액에 세척하는 단계; 및 세척이 완료된 상기 부조판을 부식액에 넣어 상기 부조판의 표면을 부식하는 습식 부식 단계를 포함한다.

Description

추모용 인물 부조 제조방법{Method of manufacturing personal reliefs for commemoration}
본 발명은 추모용 인물 부조 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부조판을 가공 및 부식하여 추모용 인물 부조를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반 가정에서는 고인의 사진을 액자에 넣어 보관하고 있으며, 내구성으로 인해 고인의 묘소와 같은 야외에서 비치하는 것이 현실적으로 쉽지 않다. 야외에 비치할 수 있는 액자가 개발된 바 있으나, 사진의 보존성이 극히 짧은 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 고인의 모습을 석재로 된 묘비석에 직접 새기거나, 고인의 사진 또는 초상화가 내장된 사진 판넬을 묘비석에 수납하거나 부착하여 사용하는 방법이 제안되었다.
그러나 고인의 모습을 묘비석에 직접 새길 경우, 고인의 얼굴 모습을 정밀하게 표현하는 것이 쉽지 않다. 그리고 사진 판넬을 묘비석에 수납하거나 부착할 경우 외부 충격 또는 자외선 등으로 인한 사진이 훼손되거나 색이 바래지는 문제가 발생된다.
이에 고인의 모습을 오랫동안 기억할 수 있는 새로운 추모 수단이 요구되고 있다.
본 발명은 부조판에 고인의 얼굴을 정밀하게 새겨 추모할 수 있는 추모용 인물 부조 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 추모용 인물 부조 제조방법은 고인의 얼굴이 포함된 2D 이미지를 모델링부에 입력하고, 상기 모델링부에서 상기 얼굴을 입체적인 부조 형상으로 모델링하는 모델링 단계; CNC 공작기계를 이용하여 부조판에 상기 입체적인 부조 형상을 새기는 가공 단계; 상기 입체적인 부조 형상이 새겨진 상기 부조판을 세척액에 세척하는 단계; 및 세척이 완료된 상기 부조판을 부식액에 넣어 상기 부조판의 표면을 부식하는 습식 부식 단계를 포함한다.
또한, 상기 모델링 단계는, 상기 2D 이미지를 그레이 영상으로 변환하는 단계; 상기 그레이 영상에서 에지 검출을 통해 전경과 배경을 분리하는 단계; 상기 전경 이미지 영역에 일정한 간격으로 가상의 수평 라인을 설정하고, 할당된 수평라인마다 기 설정된 개수의 버텍스 포인트를 설정하고, 상기 버텍스 포인트를 연결하여 버텍스를 생성하는 단계; 상기 버텍스 단위로 Haar-like feature 및 AdaBoost학습 알고리즘을 이용하여 얼굴의 윤곽을 검출하는 단계; 및 검출된 상기 얼굴의 윤곽에서 눈, 눈썹, 그리고 코 영역을 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척액은 물 25~45wt%, 인산 40~60wt%, 계면활성제 1~3wt, 구연산 2~5wt%, 그리고 2-부톡시에탄올 7~15wt%가 혼합될 수 있다.
또한, 상기 부식액은, 물 85~90wt%, 인산 3~7wt%, 셀렌산 1~4wt, 황산제2구리 1.5~3wt%, 그리고 몰리브덴산염과 디암모늄 1~2wt%가 혼합될 수 있다.
또한, 상기 습식 부식 단계가 완료된 부조판에 산화 가스를 분사하여 상기 부조판을 부식시키는 건식 부식 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 산화 가스는 산화 가스 분사 유닛을 통해 분사되되, 상기 산화 가스 분사 유닛은, 상기 산화 가스를 분사하는 제1토출구와, 상기 제1토출구를 에워싸며 불활성 가스를 분사하는 링 형상의 제2토출구가 형성된 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐을 지지하는 지지부와, 상기 지지부와 소정 각도를 이루며 상기 부조판의 표면에 놓이는 받침부를 갖는 분사 노즐 지지대를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고인의 2D 이미지로부터 얼굴의 입체적인 부조 형상을 모델링하고, CNC 공작기계를 이용하여 고인의 얼굴을 부조판에 새기므로, 고인의 얼굴을 정밀하게 표현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 부식액의 성분 조절로, 고인의 얼굴이 새겨진 부조판을 다양한 색상으로 부식할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 산화 가스의 분사로 부조판 표면을 국부적으로 산화함으로써, 인물의 눈썹, 머리카락, 주름, 그리고 얼굴 윤곽을 섬세하게 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 추모용 인물 부조 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 고인의 얼굴이 포함된 2D 이미지와 이로부터 모델링된 얼굴의 입체적인 부조 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모델링 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 CNC 공작기계를 이용하여 부조판에 입체적인 부조 형상을 새기는 과정(A)과 그 결과물(B)을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추모용 인물 부조 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 산화 가스 분사 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 산화 가스 분사 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 8은 산화 가스 분사 유닛을 이용하여 건식 부식 단계를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9은 산화 가스 분사 유닛에서 분사되는 산화 가스와 불활성 가스를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 추모용 인물 부조 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 고인의 얼굴이 포함된 2D 이미지와 이로부터 모델링된 얼굴의 입체적인 부조 형상을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 추모용 인물 부조 제조방법은 모델링 단계(S10), 가공 단계(S20), 1차 세척 단계(S30), 습식 부식 단계(S40), 2차 세척 단계(S50), 연마 단계(S60), 그리고 코팅 단계(S70)를 포함한다.
모델링 단계(S10)는 고인의 얼굴(11)이 포함된 2D 이미지(10)로부터 얼굴의 입체적인 부조 형상(20)을 모델링한다. 모델링 단계(S10)는 모델링부를 통해 진행된다. 모델링부는 이미지 모델링 소프트웨어가 탑재된 단말기로, PC, 노트북, 그리고 각종 휴대용 단말기를 포함한다. 2D 이미지(10)가 모델링부에 입력되면, 이미지 모델링 소프트웨어가 2D 이미지(10)로부터 얼굴의 입체적인 부조 형상(20)을 모델링한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모델링 단계를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 모델링 단계(S10)는 2D 이미지(10)를 그레이 영상으로 변환하는 그레이 영상 변환 단계(S11), 그레이 영상에서 에지 검출을 통해 전경(11)과 배경(12)을 분리하는 영상 분리 단계(S12), 전경 이미지 영역(11)에 일정한 간격으로 가상의 수평 라인을 설정하고, 할당된 수평라인마다 기 설정된 개수의 버텍스 포인트를 설정하고, 버텍스 포인트를 연결하여 버텍스를 생성하는 버텍스 생성 단계(S13), 전경 이미지 영역(11)을 하이트 맵(hight map)으로 사용하여 버텍스를 재설정하는 버텍스 재설정 단계(S13), 재설정된 버텍스 단위로 Haar-like feature 및 AdaBoost 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴의 윤곽을 검출하는 얼굴 윤곽 검출 단계(S15), 그리고 검출된 얼굴의 윤곽에서 눈, 눈썹, 그리고 코 영역을 수정하는 얼굴 윤곽 수정 단계(S16)를 포함한다.
상기 그레이 영상 변환 단계(S11)는 저역 필터로 처리하거나, 눈코입을 검출하거나, 또는 에지 검출을 위해 수행된다.
영상 분리 단계(S12)는 2D 이미지(10)에서 필요한 얼굴부분(11)만을 검출하기 위해 진행되며, 에지 검출을 통해 전경(11)과 배경(12)을 분리한다. 구체적으로 영상 분리 단계(S12)는, 2D 이미지(10)에 가상의 수평라인을 적용하며, 한 쪽 가장자리에서 다른 쪽 가장자리까지 이어지는 수평라인에서 에지가 처음 검출되는 위치와 마지막에 검출된 위치 사이를 전경 부분(11)으로 간주한다.
버텍스 생성 단계(S13)는 전경 이미지 영역(11)에 일정한 개수의 버텍스를 분배한다. 버텍스의 분배는 전경 이미지 영역(11)에 일정한 간격으로 가상의 수평 라인을 설정하고, 수평 라인마다 일정한 개수의 버텍스 포인트를 설정하고, 버텍스 포인트를 연결하여 버택스를 생성한다.
버택스 재설정 단계(S14)는 얼굴의 눈, 코, 입 형상을 완성하기 위해 버택스를 재설정한다. 버택스 재설정 단계(S14)는 전경 이미지 영역(11)을 하이트 맵으로 사용한다. 하이트 맵으로 전경 이미지 영역(11)을 재설정할 경우, 많은 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 눈썹이 함몰되어 있고, 코 부분의 모양이 실제와 많은 차이를 보일 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 얼굴 윤곽 검출 단계(S15)와 얼굴 윤곽 수정 단계(S16)가 순차적으로 진행된다.
얼굴 윤곽 검출 단계(!5)는 Haar-like feature 및 AdaBoost 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴의 윤곽을 검출한다. 사람 얼굴의 경우 특별한 패턴이 있는데, 두 눈은 명암이 어둡고 코는 명암이 밝다. 이러한 명암을 이용해 패턴을 구하는 방법으로 Haar-like feature가 사용된다. 사람의 얼굴 위에 흑백의 사각형을 겹쳐 놓은 다음, 밝은 영역에 속한 픽셀 값들의 평균에서 어두운 영역에 속한 픽셀 값들의 평균 차이를 구하고, 그 차이가 Threshold를 넘으면 사람 얼굴에 대한 Haar-like feature가 된다. 얼굴 이미지에서 눈의 영역이 통상적으로 볼의 영역보다 더 어두운 패턴을 가지는데, Haar-like feature는 이런 특성을 이용해 얼굴을 검출한다.
AdaBoost 학습 알고리즘은 약 학습기(Weak learner)의 결합으로 강 학습기(Strong learner)를 만들어 내는 교사학습 머신러닝 기법으로, 검출한 얼굴 영역 안에서 눈과 코의 위치를 검출한다.
얼굴 윤곽 수정 단계(S16)는 영상에서 눈, 눈썹, 그리고 코 영역을 수정한다. 이들 영역은 주변보다 어둡게 검출됨에 따라, 계조 값이 낮아 함몰되어 나타난다. 먼저, 이들 영역을 특정하기 위해 ROI 영역의 히스토그램을 계산하고, 히스토그램으로부터 이진화 임계 값을 산출하여 해당 영역을 분리해 낸다. 그리고 분리된 영역에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 중심 위치를 산출하고, 중심 위치의 버텍스를 수정하여 함몰 영역을 수정한다.
도 4는 CNC 공작기계를 이용하여 부조판에 입체적인 부조 형상을 새기는 과정(A)과 그 결과물(B)을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 가공 단계(S20)는 CNC 공작기계(40)를 이용하여 부조판(30)에 입체적인 부조 형상을 새긴다. 실시 예에 의하면, 부조판(30)은 동판이 사용될 수 있다. 동판(30)은 황동 또는 청동 재질이 사용될 수 있다. CNC 공작기계(40)는 모델링부로부터 고인의 얼굴의 입체적인 부조 형상(20)을 수신하며, 수신된 영상 정보(20)에 따라 동판(30)에 고인의 얼굴 형상을 새긴다.
다시 도 1을 참조하면, 1차 세척 단계(S30)는 CNC 공작기계(40)의 가공이 완료된 동판(30)을 세척한다. 1차 세척 단계(S30)는 세척액으로 동판(30)을 세척한다. 세척액은 물 25~45wt%, 인산 40~60wt%, 계면활성제 1~3wt, 구연산 2~5wt%, 그리고 2-부톡시에탄올 7~15wt%가 혼합된 용액이 사용될 수 있다. 세척액은 20℃ 내지 30℃의 온도로 유지된다. 이와 달리, 세척액은 30℃ 내지 40℃ 온도로 유지될 수 있다. 세척액의 온도가 높아질수록 세척 시간이 단축될 수 있다. 1차 세척이 완료되면 깨끗한 물에 헹궈준다.
습식 부식 단계(S40)는 1차 세척이 완료된 동판(30)을 부식액에 넣어 동판(30)의 표면을 부식시킨다. 동판(30)의 표면은 부식액의 성분에 따라 다양한 컬러로 부식될 수 있다.
습식 부식 단계(S40)는 상온, 구체적으로 18℃ 내지 25℃의 온도에서 진행될 수 있다. 상온 상태에서, 동판(30)에 열을 가하지 않고 활성제를 사용하여 동판을 부식시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 부식액은 물(water) 85~90wt%, 인산(Phosphoric acid) 3~7wt%, 셀렌산(Selenous acid) 1~4wt, 황산제2구리(Cupric sulfate) 1.5~3wt%, 그리고 몰리브덴산염(Molybdate)과 디암모늄(diammonium) 1~2wt%가 혼합된 용액이 사용된다. 동판은 부식액에 1~3분 동안 침지된다. 동판의 표면은 부식액의 농도에 따라 밝은 갈색, 흑갈색, 그리고 검은색으로 부식된다.
다른 실시 예에 의하면, 부식액은 물 85wt%, 수산화암모늄(Ammonium Hydroxide) 5wt%, 그리고 구리염(Copper salts) 10wt가 혼합된 용액이 사용될 수 있다. 동판은 부식액에 30~60초 동안 침지된다. 동판의 표면은 흑갈색과 청록색으로 부식된다. 부식액에 침지되는 시간이 길어질수록 동판의 표면은 청록색으로 부식된다.
또 다른 실시 예에 의하면, 부식액은 물 99.5wt%와 질산제2철(Ferric Nitrate) 0.5wt%가 혼합된 용액이 사용된다. 동판은 부식액에 5~15분 동안 침지된다. 침지시간에 따라 동판은 황금색에서 적갈색으로 부식된다.
이와 달리, 습식 부식 단계(S40)는 고온의 부식액으로 진행될 수 있다. 부식액의 온도는 50℃ 내지 80℃일 수 있다. 고온의 부식액으로 부식 단계를 진행할 경우, 녹(patina)이 동판 내부로 침투하여 별도 후처리가 없어도 부식 상태가 오래 유지될 수 있다. 또한, 부식 속도가 빠르기 때문에 작업 시간이 단축될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 부식액은 물 96wt%, 아세트산 구리(Cupric Acetate) 2.4wt%, 그리고 황산구리(Cupric Sulfate) 1.6wt%가 혼합된 용액이 사용된다. 동판은 80℃의 부식액에 약 15분 동안 침지 된다. 침지 시간이 경과될수록 동판은 오렌지색에서 갈색으로 점진적으로 부식된다.
다른 실시 예에 의하면, 부식액은 물 85wt%, 질산제2구로(Cupric Nitrate) 6.7wt%, 그리고 10% 농도의 질산(Nitric Acid) 8.3wt%이 혼합된 용액이 사용된다. 동판(30)은 60℃ 내지 70℃의 부식액에 약 5분 동안 침지된다. 침지 시간이 경과될수록 동판(30)은 갈색에서 녹황색으로 점진적으로 부식된다.
습식 부식 단계(S40)가 완료되면 2차 세척 단계(S50)가 진행된다. 2차 세척 단계(S50)는 부식이 완료된 동(30)판을 물로 세척한 후 건조한다.
연마 단계(S60)는 연마 및 브러싱을 통해 동판(30)에 새겨진 얼굴 윤곽에 하이라이트를 표현한다.
코팅 단계(S70)는 연마 단계(S60)가 완료된 동판(30)의 표면에 코팅제를 도포한다. 코팅제는 탈색 및 변색을 예방하고, 동판 표면의 추가적인 부식 발생을 차단한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추모용 인물 부조 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 산화 가스 분사 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 산화 가스 분사 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 추모용 인물 부조 제조방법은 건식 부식 단계(S60)를 더 포함한다. 건식 부식 단계(S60)는 2차 세척 단계(S50) 완료 후 진행된다. 건식 부식 단계(S60)는 산화 가스 분사 유닛(100)을 통해 동판(30)의 표면으로 산화 가스를 분사하여 동판을 추가 부식시킨다. 건식 부식 단계(S60)는 산화 가스를 국소 부위에 분사할 수 있으므로, 얼굴 윤곽을 자세하게 표현할 수 있다. 일 예에 의하면, 산화 가스를 분사하여 눈썹과 머리카락를 표현할 수 있다. 다른 예에 의하면, 산화 가스를 분사하여 주름과 윤곽에 따른 음영을 표현할 수 있다.
산화 가스 분사 유닛(100)은 분사 노즐(110), 분사 노즐 지지대(120), 불활성 가스 공급부(130), 그리고 산화 가스 공급부(140)를 포함한다.
분사 노즐(110)은 소정 길이를 가지며, 내부에 제1유로(111)와 제2유로(115)가 형성된다. 제1유로(111)와 제2유로(115)는 분리된다. 제1유로(111)는 분사 노즐(110)의 중심 영역에 형성되고, 그 끝단에 제1토출구(112)가 형성된다. 제2유로(115)는 제1유로(111)를 감싸며, 그 끝단에 제2토출구(116)가 형성된다. 제2토출구(116)는 제1토출구(112)를 에워싸는 링 형상으로 제공된다.
노즐 지지대(120)는 분사 노즐(110)을 지지한다. 노즐 지지대(120)는 지지부(121)와 받침부(122)를 포함한다. 지지부(121)와 받침부(122)는 두께가 얇은 평판으로 제공된다. 지지부(121)는 분사 노즐(110)과 결합하며, 분사 노즐(110)을 지지한다. 받침부(122)는 지지부(121)의 하단으로부터 연장되며, 지지부(121)와 소정 각도(θ)를 이룬다. 받침부(122)와 지지부(121)는 75° 내지 85°의 사이각으로 제공된다. 실시 예에 의하면, 받침부(122)와 지지부(121)는 80°의 사이각으로 제공된다.
노즐 지지대(120)에는 개구(123)가 형성된다. 개구(123)는 지지부(121)와 받침대(122)의 연결 부위에 형성된다. 개구(123)는 연결 부위에서 지지부(121) 측으로 소정 길이로 연장되고, 받침대(122) 측으로 소정 길이로 연장된다. 분사 노즐(110)에서 분사되는 가스는 개구(123)를 거쳐 동판(30)의 표면으로 공급된다.
불활성 가스 공급부(130)는 제2유로(115)에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 네온, 아르곤, 헬륨, 질소, 이산화탄소 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
산화 가스 공급부(140)는 제1유로(111)로 산화 가스를 공급한다. 일 실시 예에 의하면, 산화 가스는 산소 가스를 포함한다. 다른 실시 예에 의하면, 산화 가스는 공기를 플라스마 처리하여 생성된 전자, 라디칼 상태의 오존, 질소산화물, 수산화염기 등을 포함하는 활성화 가스를 포함한다. 공기의 플라스마 처리는 두 개의 전극 사이로 주변 공기가 유입되고, 두 개의 전극에 인가된 전압 차이로 인해 공기가 라디칼 상태로 변화될 수 있다.
이하, 상술한 산화 가스 분사 유닛을 이용하여 건식 부식 단계를 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 8은 산화 가스 분사 유닛을 이용하여 건식 부식 단계를 수행하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 9은 산화 가스 분사 유닛에서 분사되는 산화 가스와 불활성 가스를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1토출구(112)에서 산화 가스(51)가 분사되고, 제2토출구(116)에서 불활성 가스(52)가 분사된다. 불활성 가스(52)가 산화 가스(51)의 주변을 에워싸므로, 주변 공기가 산화 가스(51)로 유입되는 것이 차단된다. 때문에 산화 가스(51)가 특정 영역에 집중될 수 있어, 동판(30)의 표면에서 국소적인 산화가 가능하다. 또한, 산화 가스(51)가 안정적으로 라디칼 상태를 유지할 수 있다. 이로 인해, 인물의 눈썹, 머리카락, 주름, 그리고 얼굴 윤곽 표현이 가능하다.
노즐 지지대(120)의 받침부(122)가 동판(30)의 표면에 놓인 상태에서 산화 가스(51)가 분사된다. 평판으로 제공되는 받침부(122)는 동판(30) 표면에 접선 방향으로 놓이며, 산화 가스(51)는 받침부(122)와 지지부(121)의 사이 각도로 동판(30) 표면에 분사된다. 즉, 산화 가스(51)는 75° 내지 85°의 각도로 동판(30) 표면에 분사된다. 이러한 분사 각도는 산화 가스(51)의 산화 효율을 최대로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 노즐 지지대(120)에 의해, 동판(30) 표면의 각 영역에 동일한 분사 각도로 산화 가스(51)가 분사될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추모용 인물 부조 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 부조판(30)은 합성수지 재질의 베이스 판이 사용된다. 합성수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지가 모두 가능하며, 이중에서 성형에 유리한 열가소성 수지가 보다 바람직하다. 열가소성 수지는 주로 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리락틱산, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드 등을 사용할 수 있다. 가공 단계(S20)는 CNC 공작기계(40)를 이용하여 베이스 판(30)에 입체적인 부조 형상을 새긴다.
추모용 인물 부조 제조방법은 금속 코팅 단계(S35)를 더 포함한다. 금속 코팅 단계(S35)는 1차 세척 단계(S30)와 습식 부식 단계(S40) 사이에 진행되며, 입체적인 부조 형상이 새겨진 베이스 판(30)에 구리계 금속층을 코팅한다.
금속 코팅 단계(S35)는 베이스 판(30)을 기화하여 무전해 도금 촉진제에 노출하는 단계와, 베이스 판(30)의 표면 상에 구리계 금속을 무전해 도금하여 베이스 판(30)의 표면상에 구리계 금속층을 형성하는 단계를 포함한다.
베이스 판(30)의 표면은 레이저에 의해 기화 후 무전해 도금 촉진제에 노출될 수 있다. 레이저는 약 157nm 내지 약 10.6㎛의 파장과 약 500mm/s 내지 약 8000mm/s의 스캐닝 속도, 약 3㎛ 내지 약 9㎛의 스캐닝 스텝 크기, 약 30 ㎲ 내지 100㎲의 스캔 시간 지연, 약 3W 내지 4W의 레이저 전력, 약 30KHz 내지 40KHz의 주파수 및 약 10㎛ 내 지 50㎛의 충전 거리(filled distance)를 가질 수 있다.
무전해 도금 촉진제는 100 마이크론을 초과하지 않는 평균 지름을 가진 입자일 수 있다. 무전해 도금 촉진제의 평균 지름은 약 20 나노미터 내지 약 100 마이크론일 수 있다. 무전해 도금 촉진제는 (a) Co, Ni, Ag로부터 선택된 금속 원소들의 산화물; (b) Co, Ni, Cu로부터 선택된 금속 원소들의 규산염, 붕산염 또는 옥살산염; (c) Co, Ni, Cu, Ag로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 가진 수소화 촉매; 또는 (d) 델라포사이트(delafossite) 구조를 가진 ABO2 형태 복합체 산 화물, 여기서 A는 Co, Ni, Cu로부터 선택된 금속 원소들 중 하나이고, B는 Ni, Mn, Cr, Al 및 Fe로 이루어진 그 룹으로부터 선택된 원소이고 A, B는 다르다; 및 (e) Cu/Fe/Mn, Cu/Fe/Al 및/또는 Cu/Fe/Al/Mn 다성분 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 다성분 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 구성요소를 포함한다.
무전해 도금 촉진제는 (a) Ni203, Co203, Co304; (b) CuSi03, NiSi03, CoSi03, CuB204, Cu3B206, NiB204, Ni3B206, NiC204, CoC204, CuC204; (c) Cu-Zn, Cu-Zn-Ni, Cu-Zn-Co, Cu-Zn-Ga, Co-La, Cu-Cd 및 Cu-Zn-Si의 수소화 촉매; 및 (d) MNi02, MMn02, MCr02, MAl02, MFe02로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 M은 Cu, Ni 또는 Co이다. 다성분 산화물들은 각각 다음 식을 가진다: CuFexMnyOz, CuFeeAlfOg 및 CuFeaAlbMncOd, 여기서 x, y, z, e, f, g, a, b, c 및 d는 0.01≤x≤2, 0.01≤y≤2, 2≤z≤4; 0.01≤e≤2, 0.01≤f≤2, 2≤g≤4; 및 0.01≤a≤2, 0.01≤b≤2, 0.01≤c≤2, 2≤d≤4를 만족한다.
베이스 판(30)의 표면은, 레이저에 의해 기화되어 무전해 도금 촉진제를 노출할 수 있기 때문에, 무전해 도금 촉진제는 높은 에너지 소비 없이 순수한 금속으로 환원되지 않을 수 있다. 또한 무전해 도금 이후 도금층과 베이스 판 사이의 접착력이 매우 높아서, 선택적 표면 금속화의 방법을 향상시킨다.
베이스 판(30)의 표면 상에 구리계 금속을 무전해 도금하는 단계는 무전해 도금 구리 용액을 이용한다. 실시 예에 의하면, 약 12 내지 약 13의 pH 값을 가진 무전해 도금 구리 용액은 구리염과 구리염을 금속 구리로 환원시킬 수 있는 환원제를 포함할 수 있고, 환원제는 글리옥실산, 하이드라진 및 차아인산나트륨으로부터 선택된 하나 이상이다. 실시 예에 의하면, 약 12.5 내지 약 13의 pH 값을 가진 무전해 도금 구리 용액은 다음과 같이 추천될 수 있다: 약 0.12mol/L의 CuSO4·5H2O, 약 0.14mol/L의 Na2EDTA·2H2O, 약 10mg/L의 페로시안화 칼륨, 약 10mg/L의 2,2'- 바이피리딘, 약 0.10mol/L의 글리옥실산(HCOCOOH), NaOH 및 H2SO4. 무전해 구리 도금 시간은 약 10분 내지 240분일 수 있다.
금속 코팅 단계(S35)가 완료되면 습식 부식 단계(S40)가 진행된다. 습식 부식 단계(S40)에서 도금층의 표면은 부식액의 성분에 따라 다양한 컬러로 부식될 수 있다.
도 11은 상술한 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 추모용 인물 부조를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 추모용 인물 부조는 적갈색 또는 황금색으로 표현됨을 확인할 수 있다. 또한, 인물의 눈썹, 머리카락, 주름, 그리고 얼굴 윤곽이 섬세하게 표현됨을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 고인의 얼굴이 포함된 2D 이미지를 모델링부에 입력하고, 상기 모델링부에서 상기 얼굴을 입체적인 부조 형상으로 모델링하는 모델링 단계;
    부조판에 상기 입체적인 부조 형상을 형성하는 가공 단계;
    상기 입체적인 부조 형상이 새겨진 상기 부조판을 세척액에 세척하는 1차 세척 단계;
    세척이 완료된 상기 부조판을 부식액에 넣어 상기 부조판의 표면을 부식하는 습식 부식 단계;
    습식 부식이 완료된 상기 부조판을 물로 세척하는 2차 세척 단계; 및
    상기 습식 부식 단계가 완료된 부조판에 산화 가스를 분사하여 상기 부조판을 부식시키는 건식 부식 단계를 포함하되,
    상기 가공 단계는 공작기계를 이용하여 상기 입체적인 부조 형상에 따라 상기 부조판에 고인의 얼굴 형상을 새기는 방식으로 수행되고,
    상기 세척액은 물 25~45wt%, 인산 40~60wt%, 계면활성제 1~3wt, 구연산 2~5wt%, 그리고 2-부톡시에탄올 7~15wt%가 혼합된 용액인 추모용 인물 부조 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모델링 단계는,
    상기 2D 이미지를 그레이 영상으로 변환하는 단계;
    상기 그레이 영상에서 에지 검출을 통해 전경과 배경을 분리하는 단계;
    상기 전경 이미지 영역에 일정한 간격으로 가상의 수평 라인을 설정하고, 할당된 수평라인마다 기 설정된 개수의 버텍스 포인트를 설정하고, 상기 버텍스 포인트를 연결하여 버텍스를 생성하는 단계;
    상기 버텍스 단위로 Haar-like feature 및 AdaBoost학습 알고리즘을 이용하여 얼굴의 윤곽을 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 얼굴의 윤곽에서 눈, 눈썹, 그리고 코 영역을 수정하는 단계를 포함하는 추모용 인물 부조 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식액은,
    물 85~90wt%, 인산 3~7wt%, 셀렌산 1~4wt, 황산제2구리 1.5~3wt%, 그리고 몰리브덴산염과 디암모늄 1~2wt%가 혼합된 추모용 인물 부조 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화 가스는 산화 가스 분사 유닛을 통해 분사되되,
    상기 산화 가스 분사 유닛은,
    상기 산화 가스를 분사하는 제1토출구와, 상기 제1토출구를 에워싸며 불활성 가스를 분사하는 링 형상의 제2토출구가 형성된 분사 노즐; 및
    상기 분사 노즐을 지지하는 지지부와, 상기 지지부와 소정 각도를 이루며 상기 부조판의 표면에 놓이는 받침부를 갖는 분사 노즐 지지대를 포함하는 추모용 인물 부조 제조방법.
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