KR102518498B1 - 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀 디자인 편성단계, 하부 금형 형성단계, 상부 금형 형성단계, 비정형 외부패널 성형단계, 표면처리단계를 포함하고, 상기 상부 금형은, 내부에 격실이 형성되고, 상, 하부가 개방되는 금형본체와, 금형본체의 격실 내에서 종방향으로 이동 가능하게 설치되고, 사각 단면으로 형성되어 면접촉 방식으로 서로 밀착 배치되는 복수의 금형핀과, 금형핀 하단부에 형성되어 점 접촉에 의해 소재를 가압 성형하는 라운딩 팁과, 금형본체 외주면에 설치되고, 전기가 인가시 자력이 발생되어 복수의 금형핀을 위치 고정하는 메인 전자석모듈을 포함하는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 대한 것이다.
Description
본 발명은 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 관련되며, 보다 상세하게는 하부 금형을 3D 프린팅 방식으로 제작한 후에, 하부금형을 기준으로 상부 금형의 상부 성형 면을 세팅하도록 구조 개선되어 저렴한 비용으로 단 품종 소량 생산을 실현하고, 상부 금형을 반복적으로 재활용하여 금형 제작에 따른 비용부담을 크게 절감할 수 있는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 비정형 건축물이란 기존의 사각형 형태로 된 정형화된 건축물의 형태에서 벗어나 기울어지거나 좁아지거나 뒤틀려지거나 이중으로 휘어지는 등 자유로운 곡면으로 이루어진 형태의 최근의 건축물을 말한다. 최근 세계적으로 이러한 비정형 건축물의 수가 크게 증가하고 있는 추세인데, 이는 비정형 건축물의 문화적, 기술적 상징성, 건설 IT(Information Technology) 기술의 발전과 BIM(Building Information Modeling) 기술의 도입, 그리고 시공기술의 발전에 크게 기인하고 있다.
즉, 일반적인 정형 건축물의 정형화된 외피 패널은 일정한 형태로 이루어지기 때문에 동일한 형상으로 대량생산이 가능하므로 시공비용이 크게 문제되지 않지만, 비정형 건축물의 외피 패널은 서로 다른 반지름과 곡률을 가진 다양한 형태로 이루어지기 때문에 대량생산이 불가능하고, 이에 따라서 그 제작 및 시공비용이 크게 증가되며, 제품품질이 열악한 실정이다.
이에 종래에 개시된 등록특허 10-1118141호에서, 성형부재를 성형 전체과정동안 하부에서 지지하는 하부 목적형태 금형부와, 그리고 상기 하부 목적형태 금형부와 짝을 이루며 상부에 설치된 가압수단에 의해서 성형부재를 가압하는 상부 목적형태 금형부를 가공하는 제 a 단계와; 상기 가공된 하부 목적형태 금형부 상에 성형부재를 배치하고, 상기 성형부재와 하부 목적형태 금형부를 성형작업을 위해서 서로 고정시키는 제 b 단계와; 하부 목적형태 금형부 상에 고정된 성형부재가 이송수단에 의해서 이동되어질 때, 본 성형가공 이전에 예열수단에 의해서 예비적으로 미리 예열하는 제 c 단계와; 예열수단에 의해서 미리 예열된 하부 목적형태 금형부 상에 고정된 성형부재를 열손실이 발생하지 않도록 예열수단 및 가열수단과 연속적으로 연결된 열손실 방지수단을 통과시키도록 하는 제 d 단계와; 예비 가열된 성형부재를 본 성형가공 하기 위하여 상부 목적형태 금형부의 위치로 이동되어질 때, 가열수단에 의해서 성형부재와 상부 목적형태 금형부를 가열하는 제 e 단계와; 가열된 성형부재를 성형가공하기 위하여 가압수단에 의해서 상부 목적형태 금형부를 가압함으로써, 상부 목적형태 금형부와 하부 목적형태 금형부가 서로 맞물리도록 하는 제 f 단계와; 성형이 완료된 성형부재(M)를 냉각수단을 이용하여 냉각시킨 후, 냉각이 완료된 성형부재를 하부 목적형태 금형부로부터 가공하여 분리하는 제 g 단계로 이루어지는 기술이 선 제시된 바 있다.
또한, 다른 종래기술인 등록특허 10-1118140호에서, 성형부재를 성형 전체 과정동안 하부에서 지지하며, 중앙부에는 성형부재의 이중 곡면 목적 형태와 동일한 이중 곡면 형상으로 가공된 가압 수용부와, 각 코너부에는 성형부재의 두께를 조절하고 상부 목적형태 금형부를 정확한 위치로 가이딩 하기위한 가이딩용 돌출 탭으로 이루어지는 하부 목적형태 금형부와; 상기 하부 목적형태 금형부와 짝을 이루며 상부에 설치된 가압수단에 의해서 성형되어지는 성형부재를 가압하고, 중앙부에는 상기 하부 목적형태 금형부의 가압 수용부의 이중 곡면 형상과 동일한 이중 곡면 형상으로 가공된 가압 돌출부와, 각 코너부에는 상기 하부 목적형태의 금형부의 가이딩용 돌출 탭이 수용되어지는 가이딩용 수용 홈으로 이루어지는 상부 목적형태 금형부와; 상기 이중 곡면으로 성형되어지는 성형부재와 하부 목적형태 금형부를 성형가공 이전에 1차적으로 예비가열하기 위한 예열수단과; 상기 예열수단에 의해서 예비적으로 미리 가열된 성형부재와 하부 목적형태 금형부의 열 손실을 방지하기 위하여 예열수단 및 가열수단과 연속적으로 연결된 열손실 방지수단과; 성형가공시에 상기 이중 곡면으로 성형되어지는 성형부재를 2차적으로 본가열하기 위한 가열수단과; 상기 이중 곡면으로 성형되어지는 성형부재와 하부 목적형태 금형부를 성형 전 과정 동안 이동시키기 위한 이송수단과; 그리고 이중 곡면으로 성형된 성형부재를 냉각하기 위한 냉각수단으로 이루어지는 기술이 선 등록된 바 있다.
그러나 상기 종래기술들은 비정형 건축물의 소량이며 다양한 형상을 가지고 있는 외피 패널을 저렴한 비용으로 정밀 가공하려는 것이나, 다양한 형상의 외피 패널과 동일한 형상으로 상, 하부 목적형태의 금형을 제작함에 있어, 특수한 가공방법으로 형성되므로 제작시간이 지연되고, 대부분 1회 사용 후 폐기되므로 제조단가가 상당히 고가인 문제점이 따랐다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 더욱 상세하게는 하부 금형을 3D 프린팅 방식으로 제작한 후에, 하부금형을 기준으로 상부 금형의 상부 성형 면을 세팅하도록 구조 개선되어 저렴한 비용으로 단 품종 소량 생산을 실현되도록 구성된 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상부 금형을 반복적으로 재활용하여 금형 제작에 따른 비용부담을 크게 절감하는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 비정형 건축물의 외부패널을 제작하기 위한 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 있어서, 비정형 건축물을 구성하는 외부패널 전체 디자인을 소정의 사이즈를 가진 셀 디자인으로 분할 편성하는 셀 디자인 편성단계; 상기 셀 디자인 편성단계에서 추출된 셀 디자인과 동일한 한 형상의 하부 성형 면을 가진 하부 금형을 3D 프린팅 하여 제작하는 하부 금형 형성단계; 상기 하부 금형의 하부 성형 면과 동일한 형상의 상부 성형 면을 가진 상부 금형을 제작하는 상부 금형 형성단계; 상기 상, 하부 금형 사이에 소재를 투입하고, 상, 하부 성형 면과 동일한 형상으로 비정형 외부패널을 프레스 가공하는 비정형 외부패널 성형단계; 및 상기 비정형 외부패널 표면을 연삭하는 표면처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 하부 금형 가장자리부에 이너 커터가 설치되고, 이너 커터와 대응하는 상부 금형 가장자리부에 아우터 커터가 설치되며, 상기 상, 하부 금형의 형합 작동에 의해 비정형 외부패널이 프레스 가공됨과 동시에 이너 커터와 아우터 커터가 서로 맞물려 비정형 외부패널 가장자리부에 버림 소재가 커팅 제거되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 상부 금형은 내부에 격실이 형성되고, 상, 하부가 개방되는 금형본체와, 금형본체의 격실 내에서 종방향으로 이동 가능하게 설치되고, 사각 단면으로 형성되어 면접촉 방식으로 서로 밀착 배치되는 복수의 금형핀과, 금형핀 하단부에 형성되어 점 접촉에 의해 소재를 가압 성형하는 라운딩 팁과, 금형본체 외주면에 설치되고, 전기 인가 시 자력이 발생되어 복수의 금형핀을 위치 고정하는 메인 전자석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 금형본체를 하부 금형에 맞물리도록 형합 작동하면, 금형핀의 라운딩 팁이 하부 금형의 하부 성형면에 가압되어 종방향으로 위치 이동되면서 라운딩 팁이 하부 금형의 하부 성형면과 동일한 형상으로 정렬되고, 이어서 메인 전자석모듈의 on 작동에 의해 복수의 금형핀이 위치 고정된 상태로 상부 성형면을 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 금형핀은 볼마그네틱모듈에 의해 위치고정 상태가 보강되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 볼마그네틱모듈은 금형본체의 격실 상부 영역에 수용되는 볼과, 금형본체 상에 설치되고, 진동력에 의해 격실에 수용된 볼을 정렬하는 진동자와, 격실 상부영역을 마감하면서 볼을 구속하는 덮개플레이트와, 덮개플레이트에 설치되고, 전기인가 시 자력이 발생되어 볼을 위치 고정하는 멀티 전자석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 금형핀의 라운딩 팁이 하부 금형의 하부 성형면과 동일한 형상으로 정렬되어 메인 전자석모듈의 on 작동에 의해 금형핀이 위치 고정된 후, 진동자에 의해 격실에 수용된 볼 상층면이 수평선상에 일치되도록 정렬되고, 이어서 덮개플레이트가 하향 이동되어 볼 상층면이 가압 지지되면, 멀티 전자석모듈의 on 작동에 의해 볼이 복수의 금형핀과 함께 고정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 격실에 수용된 볼이 덮개플레이트에 의해 가압되는 순간 볼흡수모듈에 의해 일부 흡수된 상태로 볼 상층면이 덮개플레이트와 일직선상에 일치되는 평면으로 정렬되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 볼흡수모듈은 덮개플레이트에 종방향으로 관통되는 흡수홀과, 흡수홀에 일단이 연결되고, 다른 일단은 종방향으로 연장되는 흡수실과, 흡수실 내에 설치되고, 공압 실린더에 의해 소정의 압력 이상의 외력이 작용시 상향 이동되도록 구비되는 피스톤을 포함하되, 상기 덮개플레이트가 하향 이동되어 볼 상층면이 가압되는 시점에, 볼 중 일부가 흡수실 내부로 이동되면서 볼 상층면과 덮개플레이트 저면 사이가 빈틈없이 긴밀하게 밀착되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 함으로써 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 하부 금형을 3D 프린팅 방식으로 제작한 후에, 하부금형을 기준으로 상부 금형의 상부 성형면을 세팅하도록 구조 개선되어 저렴한 비용으로 단품종 소량 생산을 실현되도록 구성된 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상부 금형을 반복적으로 재활용하여 금형 제작에 따른 비용부담을 크게 절감하는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 셀 디자인 편성단계를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상부 금형 세팅단계를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상, 하부 금형을 이용하여 비정형 외부패널을 성형하는 단계를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼마그네틱모듈을 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼흡수모듈을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 셀 디자인 편성단계를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상부 금형 세팅단계를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상, 하부 금형을 이용하여 비정형 외부패널을 성형하는 단계를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼마그네틱모듈을 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼흡수모듈을 나타내는 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 셀 디자인 편성단계를 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상부 금형 세팅단계를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 상, 하부 금형을 이용하여 비정형 외부패널을 성형하는 단계를 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼마그네틱모듈을 나타내는 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법의 볼흡수모듈을 나타내는 구성도이다.
본 발명은 비정형 건축물의 외부패널을 제작하기 위한 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법에 있어서, 하부 금형을 3D 프린팅 방식으로 제작한 후에, 하부금형을 기준으로 상부 금형의 상부 성형면을 세팅하도록 구조 개선되어 저렴한 비용으로 단품종 소량 생산을 실현하고, 상부 금형을 반복적으로 재활용하여 금형 제작에 따른 비용부담을 크게 절감할 수 있도록 셀 디자인 편성단계(S10), 하부 금형 형성단계(S20), 상부 금형 형성단계(S30), 비정형 외부패널 성형단계(S40), 표면처리단계(S50)를 포함하여 주요구성으로 한다.
1. 셀 디자인 편성단계(S10)
본 발명에 따른 셀 디자인 편성단계(S10)는, 도 2와 같이 비정형 건축물을 구성하는 외부패널 전체 디자인(D)을 소정의 사이즈를 가진 셀 디자인(D1)으로 분할 편성하는 단계이다.
상기 셀 디자인 편성단계(S10)에서 셀 디자인(D1)은 후술하는 상, 하부 금형(100)(200)의 유효 성형면적을 고려하여 가로*세로 사이즈가 각각 1,000mm ~2,000mm 사이즈 범위에서 결정된다.
이때, 상기 셀 디자인(D1)의 정보는 x, y, z 좌표값으로 코딩되어 후술하는 하부 금형 형성단계(S20)의 3D 프린팅 이동 좌표로 이용되도록 전달된다.
2. 하부 금형 형성단계(S20)
본 발명에 따른 하부 금형 형성단계(S20)는, 상기 셀 디자인 편성단계(S10)에서 추출된 셀 디자인(D1)과 동일한 한 형상의 하부 성형면(110)을 가진 하부 금형(100)을 3D 프린팅하여 제작하는 단계이다.
상기 하부 금형 형성단계(S20)는 3D 프린터를 이용하여 하부 금형(100)을 제작하는 단계로서, 3D 프린터는 상기 셀 디자인 편성단계(S10)에서 각각의 셀 디자인(D1)에 대한 좌표값을 수신하여 수치제어에 의해 작동되도록 구비된다.
3. 상부 금형 형성단계(S30)
본 발명에 따른 상부 금형 형성단계(S30)는, 상기 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)과 동일한 형상의 상부 성형면(210)을 가진 상부 금형(200)을 제작하는 단계이다.
상기 상부 금형 형성단계(S30)에서 상부 금형(200)은 3D 프린터를 이용하여 상기 하부 금형(100)과 동일한 방식으로 제작하거나, 후술하는 복수의 금형핀(240)을 이용한 가변금형으로 제작가능하다.
도 3에서, 상기 상부 금형(200)은, 내부에 격실(232)이 형성되고, 상, 하부가 개방되는 금형본체(230)와, 금형본체(230)의 격실(232) 내에서 종방향으로 이동 가능하게 설치되고, 사각 단면으로 형성되어 면접촉 방식으로 서로 밀착 배치되는 복수의 금형핀(240)과, 금형핀(240) 하단부에 형성되어 점 접촉에 의해 소재(A)를 가압 성형하는 라운딩 팁(250)과, 금형본체(230) 외주면에 설치되고, 전기가 인가시 자력이 발생되어 복수의 금형핀(240)을 위치 고정하는 메인 전자석모듈(260)을 포함한다.
상기 금형핀(240)은 정사각봉으로서, 금속재질로 형성되어 메인 전자석모듈(260)이 on 작동시 서로 간에 인력이 작용하여 덩어리형태로 부착되도록 구비된다.
그리고, 상기 금형핀(240)은 하단부에 라운딩 팁(250)이 구비되고, 상기 라운딩 팁(250)은 열처리되거나, 금형핀(240) 대비 경질의 소재(A)를 부착하여 형성된다.
이때, 상기 라운딩 팁(250)은 구형으로 형성되어, 도 4의 확대도와 같이 소재(A)와 점접촉에 의해 가압력이 전달되고, 구형의 특성상 소재의 성형 각도에 유연하게 대응하여 가압력이 효과적으로 전달된다.
여기서, 상기 금형핀(240)의 세팅방법을 살펴보면, 상기 금형본체(230)를 하부 금형(100)에 맞물리도록 형합 작동하면, 도 3 (b)처럼 금형핀(240)의 라운딩 팁(250)이 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)에 가압되어 종방향으로 위치 이동되면서 라운딩 팁(250)이 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)과 동일한 형상으로 정렬되고, 이어서 메인 전자석모듈(260)의 on 작동에 의해 복수의 금형핀(240)이 위치 고정된 상태로 도 3 (c)처럼 상부 성형면(210)을 형성하도록 구비된다.
도 5에서, 상기 금형핀(240)은 볼마그네틱모듈(300)에 의해 위치고정 상태가 보강되도록 구비된다.
상기 볼마그네틱모듈(300)은, 금형본체(230)의 격실(232) 상부 영역에 수용되는 볼(310)과, 금형본체(230) 상에 설치되고, 진동력에 의해 격실(232)에 수용된 볼(310)을 정렬하는 진동자(320)와, 격실(22) 상부영역을 마감하면서 볼(310)을 구속하는 덮개플레이트(330)와, 덮개플레이트(330)에 설치되고, 전기가 인가시 자력이 발생되어 볼(310)을 을 위치 고정하는 멀티 전자석모듈(340)을 포함한다.
즉, 상기 격실(22)에 수용되는 볼(310)에 의해 금형핀(240) 고정력이 보강되는바, 여기서 상기 볼은 서로 상이한 사이즈로 형성되어 빈공간이 최소화되도록 구비된다.
한편, 상기 볼마그네틱모듈(300)의 작동상태를 살펴보면, 상기 금형핀(240)의 라운딩 팁(250)이 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)과 동일한 형상으로 정렬되어 메인 전자석모듈(260)의 on 작동에 의해 금형핀(240)이 위치 고정된 후, 도 5 (b)처럼 진동자(320)에 의해 격실(232)에 수용된 볼(310) 상층면이 수평선상에 일치되도록 정렬되고, 이어서 도 5 (c)와 같이 덮개플레이트(330)가 하향 이동되어 볼(310) 상층면이 가압 지지되면, 멀티 전자석모듈(340)의 on 작동에 의해 볼(310)이 복수의 금형핀(240)과 함께 고정되도록 구비된다.
이처럼 상기 금형핀(240)이 메인 전자석모듈()에 의해 1차로 고정되고, 멀티 전자석모듈(340)에 의해 결속되는 복수의 볼(310)에 의해 2차로 고정되며, 또 격실(22)에 수용되어 볼(310)을 가압하는 덮개플레이트(330)에 의해 3차로 고정되어, 소재(A)를 성형하는 중에 강한 외력이 작용하더라도 위치변동이 방지된다.
도 6에서, 상기 격실(232)에 수용된 볼(310)이 덮개플레이트(330)에 의해 가압되는 순간 볼흡수모듈(400)에 의해 일부 흡수된 상태로 볼(310) 상층면이 덮개플레이트(330)와 일직선상에 일치되는 평면으로 정렬되도록 구비된다.
상기 볼흡수모듈(400)은, 덮개플레이트(330)에 종방향으로 관통되는 흡수홀(410)과, 흡수홀(410)에 일단이 연결되고, 다른 일단은 종방향으로 연장되는 흡수실(420)과, 흡수실(420) 내에 설치되고, 공압 실린더(432)에 의해 소정의 압력 이상의 외력이 작용시 상향 이동되도록 구비되는 피스톤(430)를 포함한다.
이때, 상기 공압 실린더(432)는 압력조절구에 의해 피스톤(430)을 가압하는 압력이 소정의 값으로 설정되고, 덮개플레이트(330)가 볼(310) 상층면을 가압하는 압력이 공압 실린더(432) 압력 대비 증가되면, 흡수홀(410)을 통하여 흡수실(420) 내부로 볼(310) 일부가 수용되면서 볼(310) 상층면이 수평면으로 정렬된다.
즉, 상기 덮개플레이트(330)가 하향 이동되어 볼(310) 상층면이 가압되는 시점에, 볼(310) 중 일부가 흡수실(420) 내부로 이동되면서 볼(310) 상층면과 덮개플레이트(330) 저면 사이가 빈틈없이 긴밀하게 밀착되도록 구비된다.
이에 상기 상, 하부 금형(100)(200)의 형합 작동에 의해 소재(A)를 성형시, 높은 압력이 작용하더라도 복수의 금형핀(240) 초기 세팅위치가 견고하게 고정되어 비정형 외부패널(P) 성형 정밀도가 향상되는 이점이 있다.
4. 비정형 외부패널 성형단계(S40)
본 발명에 따른 비정형 외부패널 성형단계(S40)는, 상기 상, 하부 금형(100)(200) 사이에 소재(A)를 투입하고, 상, 하부 성형면(110)(210)과 동일한 형상으로 비정형 외부패널(P)을 프레스 가공하는 단계이다.
상기 비정형 외부패널 성형단계(S40)는 도 4와 같이 상, 하부 성형면(110)(210)에 의해 소재(A)가 가압되어 비정형 외부패널(P)이 성형됨과 동시에 가장자리부에 버림소재가 커팅처리된다.
여기서, 상기 버림소재는 이너 커터(120)와 아우터 커터(220)에 의해 커팅된다.
즉, 상기 하부 금형(100) 가장자리부에 이너 커터(120)가 설치되고, 이너 커터(120)와 대응하는 상부 금형(200) 가장자리부에 아우터 커터(220)가 설치되며, 상기 상, 하부 금형(100)(200)의 형합 작동에 의해 비정형 외부패널(P)이 프레스 가공됨과 동시에 이너 커터(120)와 아우터 커터(220)가 서로 맞물려 비정형 외부패널(P) 가장자리부에 버림 소재가 커팅 제거되도록 구비된다.
5. 표면처리단계(S50)
본 발명에 따른 표면처리단계(S50)는, 상기 비정형 외부패널(P) 표면을 연삭하는 단계이다.
상기 표면처리단계(S50)는 그라인더를 포함하는 연삭기를 이용하여 비정형 외부패널(P) 표면을 매끄럽게 다듬는 공정이다.
즉, 소재(A)가 복수의 금형핀(240)과 점접촉 방식으로 가압 성형됨에 따라 표면에 미세한 요철이 형성되더라도 표면처리단계(S50)에서 매끄럽게 표면 처리된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
100: 하부 금형 200: 상부 금형
300: 볼마그네틱모듈 400: 볼흡수모듈
300: 볼마그네틱모듈 400: 볼흡수모듈
Claims (3)
- 비정형 건축물의 외부패널을 제작하기 위한 건축용 비정형 곡면패널 제조방법에 있어서,
비정형 건축물을 구성하는 외부패널 전체 디자인(D)을 소정의 사이즈를 가진 셀 디자인(D1)으로 분할 편성하는 셀 디자인 편성단계(S10);
상기 셀 디자인 편성단계(S10)에서 추출된 셀 디자인(D1)과 동일한 한 형상의 하부 성형면(110)을 가진 하부 금형(100)을 3D 프린팅하여 제작하는 하부 금형 형성단계(S20);
상기 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)과 동일한 형상의 상부 성형면(210)을 가진 상부 금형(200)을 제작하는 상부 금형 형성단계(S30);를 형성하되
상기 하부 금형(100)은 가장자리부에 이너 커터(120)가 설치되고, 이너 커터(120)와 대응하는 상부 금형(200) 가장자리부에 아우터 커터(220)가 설치되며, 상기 상, 하부 금형(100)(200)의 형합 작동에 의해 비정형 외부패널(P)이 프레스 가공됨과 동시에 이너 커터(120)와 아우터 커터(220)가 서로 맞물려 비정형 외부패널(P) 가장자리부에 버림 소재가 커팅 제거되도록 구비되고,
상기 상부 금형(200)은 내부에 격실(232)이 형성되고, 상, 하부가 개방되는 금형본체(230)와,
금형본체(230)의 격실(232) 내에서 종방향으로 이동 가능하게 설치되고, 사각 단면으로 형성되어 면접촉 방식으로 서로 밀착 배치되는 복수의 금형핀(240)과,
금형핀(240) 하단부에 형성되어 점 접촉에 의해 소재(A)를 가압 성형하는 라운딩 팁(250)과,
금형본체(230) 외주면에 설치되고, 전기가 인가시 자력이 발생되어 복수의 금형핀(240)을 위치 고정하는 메인 전자석모듈(260)이 포함되고,
상기 격실(232)에 수용된 볼(310)이 덮개플레이트(330)에 의해 가압되면 볼(310) 상층면이 덮개플레이트(330)와 일직선상에 일치되는 평면으로 정렬되도록 구비되는 볼흡수모듈(400)을 더 포함하며,
상기 상, 하부 금형(100)(200) 사이에 소재(A)를 투입하고, 상, 하부 성형면(110)(210)과 동일한 형상으로 비정형 외부패널(P)을 프레스 가공하는 비정형 외부패널 성형단계(S40); 및
상기 비정형 외부패널(P) 표면을 연삭하는 표면처리단계(S50);를 포함하며,
상기 금형핀(240)의 라운딩 팁(250)이 하부 금형(100)의 하부 성형면(110)과 동일한 형상으로 정렬되어 메인 전자석모듈(260)의 on 작동에 의해 금형핀(240)이 위치 고정된 후, 진동자(320)에 의해 격실(232)에 수용된 볼(310) 상층면이 수평선상에 일치되도록 정렬되고, 이어서 덮개플레이트(330)가 하향 이동되어 볼(310) 상층면이 가압 지지되면, 멀티 전자석모듈(340)의 on 작동에 의해 볼(310)이 복수의 금형핀(240)과 함께 고정되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 볼흡수모듈(400)은
덮개플레이트(330)에 종방향으로 관통되는 흡수홀(410)과,
흡수홀(410)에 일단이 연결되고, 다른 일단은 종방향으로 연장되는 흡수실(420)과,
흡수실(420) 내에 설치되고 공압 실린더(432)에 의해 소정의 압력 이상의 외력이 작용시에 상향 이동되도록 구비되는 피스톤(430)을 포함하며,
상기 공압실린더(432)는 압력조절구에 의해 피스톤(430)을 가압하는 압력이 소정의 값으로 설정되고, 덮개플레이트(330)가 볼(310) 상층면을 가압하는 압력이 공압 실린더(432) 압력 대비 증가되면 흡수홀(410)을 통하여 흡수실(420) 내부로 볼(310) 일부가 수용되면서 볼(310) 상층면이 수평면으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 위치변동을 최소화 한 건축용 곡면패널 제조방법. - 삭제
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