KR20220014922A - 강판 교정 장치 - Google Patents

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KR20220014922A
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박주신
김태우
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

강판 교정 장치가 개시된다. 본 실시 예에 따른 강판 교정 장치는 강판의 길이 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되도록 배치되는 한 쌍의 사이드프레임, 상기 한 쌍의 사이드프레임에 각각 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 한 쌍의 사이드프레임에서 상방을 향해 연장되는 한 쌍의 지주프레임, 상기 강판의 폭 방향을 따라 연장되며, 상기 한 쌍의 지주프레임의 상부를 연결하는 연결프레임, 상기 연결프레임에 적어도 하나 이상 설치되며, 상기 강판을 향해 신장되어 강판의 상면을 가압하는 교정부 및 일단 및 타단이 각각 상기 한 쌍의 지주프레임에 설치되며, 상기 강판의 하면을 지지하는 받침부를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

강판 교정 장치{FLATTENING APPARATUS FOR STEEL PLATE}
본 발명은 강판 교정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접열에 의한 강판의 변형 부위를 평평하게 교정하는 강판 교정 장치에 관한 것이다.
대형 선박 등을 제조하기 위해서는 소규모 부재들을 용접하여 작은 선체 블록을 만들고, 작은 선체 블록들을 용접하여 대형 선체 블록을 만들며, 대형 선체 블록들을 도크(DOCK) 등에서 용접하여 선체를 완성시킨다.
블록들을 제조하는 경우, 강판의 표면에 보강부를 용접함으로써 강판의 강성을 추가적으로 확보할 수 있다. 한편, 강판의 표면에 다수의 보강부를 용접하는 경우, 용접열에 의해 강판은 열변형이 발생하게 된다.
종래에는 보강부를 용접한 강판의 일면 반대편에 열을 가하는 백-히팅(Back-heating) 공정을 통해 이와 같은 변형을 다시 평탄화하는 작업을 수행하여, 강판의 변형 부위를 교정하였다.
그러나 백히팅 공정의 경우, 평탄화 정도를 제어하는 것이 어렵고, 열을 가하는 작업으로 인해 강판 내부에 열 응력이 복잡하게 교차하는 문제가 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0483648호 (2017. 01. 04. 공개)
본 실시 예는 용접열에 의한 강판의 변형 부위를 평평하게 교정하는 강판 교정 장치를 제공하고자 함이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 강판의 길이 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되도록 배치되는 한 쌍의 사이드프레임; 상기 한 쌍의 사이드프레임에 각각 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 한 쌍의 사이드프레임에서 상방을 향해 연장되는 한 쌍의 지주프레임; 상기 강판의 폭 방향을 따라 연장되며, 상기 한 쌍의 지주프레임의 상부를 연결하는 연결프레임; 상기 연결프레임에 적어도 하나 이상 설치되며, 상기 강판을 향해 신장되어 강판의 상면을 가압하는 교정부; 및 일단 및 타단이 각각 상기 한 쌍의 지주프레임에 설치되며, 상기 강판의 하면을 지지하는 받침부;를 포함할 수 있다.
상기 교정부는 상기 연결프레임에 슬라이딩 가능하게 체결되는 바디부와, 상기 바디부에서 상기 강판의 상면을 향해 진퇴 가능하게 마련되는 신장부가 구비될 수 있다.
상기 받침부는 각각 상기 한 쌍의 연결프레임에 결합되는 제1 지지부 및 제2 지지부와, 각각 상기 제1 지지부 및 제2 지지부에서 슬라이딩되어 상기 강판의 하면을 지지하는 제1 슬라이딩부 및 제2 슬라이딩부를 포함할 수 있다.
상기 제1 슬라이딩부는 상기 제1 슬라이딩부의 내측 단부에 돌출 형성되는 돌기부가 마련되며, 상기 제2 슬라이딩부는 상기 제2 슬라이딩부의 내측 단부에 상기 돌기부와 대응되는 형상으로 함몰 형성되는 홈부가 마련될 수 있다.
상기 강판의 변형 부위와 변형 정도를 감지하는 감지센서;를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 의한 강판 교정 장치는 용접열에 의한 강판의 변형 부위를 평평하게 교정할 수 있다.
본 실시 예에 의한 강판 교정 장치는 강판의 변형 부위를 연속적으로 교정할 수 있다.
본 실시 예에 의한 강판 교정 장치는 기구적인 힘으로 강판을 교정하므로, 강판 내부에 잔류 열 응력이 최소화되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 강판 교정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 교정부의 전개 전 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 받침부가 강판의 하면을 지지하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교정부의 전개 후 상태를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 본 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 강판 교정 장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 교정부의 전개 전 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 받침부가 강판의 하면을 지지하는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교정부의 전개 후 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 4와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 강판 교정 장치는 강판(10)의 길이 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되도록 배치되는 한 쌍의 사이드프레임(120)과, 한 쌍의 사이드프레임(120)에 각각 슬라이딩 가능하게 체결되며, 한 쌍의 사이드프레임(120)에서 상방을 향해 연장되는 한 쌍의 지주프레임(140)과, 강판(10)의 폭 방향을 따라 연장되며, 한 쌍의 지주프레임(140)의 상부를 연결하는 연결프레임(150)과, 연결프레임(150)에 적어도 하나 이상 설치되며, 강판(10)을 향해 신장되어 강판(10)의 상면을 가압하는 교정부(160) 및 일단 및 타단이 각각 한 쌍의 지주프레임(140)에 설치되며, 강판(10)의 하면을 지지하는 받침부(170)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 사이드프레임(120)은 강판(10)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 한 쌍의 사이드프레임(120)은 강판(10)의 양측에 마련되어, 각각 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한 한 쌍의 사이드프레임(120)은 각각 지면이나, 공장 등의 바닥면에 의해 지지될 수 있다.
한 쌍의 사이드프레임(120)은 각각 한 쌍의 지주프레임(140)의 구동휠(141)이 슬라이딩될 수 있는 레일부(121)가 형성될 수 있다. 따라서 한 쌍의 지주프레임(140)은 각각 대응되는 한 쌍의 사이드프레임(120) 상에서 도 1의 "A1" 방향 또는 "A2" 방향을 따라 슬라이딩될 수 있다.
한 쌍의 지주프레임(140)은 각각 하부가 한 쌍의 사이드프레임(120)에 의해 지지된 상태에서 상방을 향해 연장되는 형상으로 마련될 수 있다. 한 쌍의 지주프레임(140)은 각각 한 쌍의 사이드프레임(120)에 슬라이딩 가능하게 체결될 수 있다. 이를 위해 한 쌍의 지주프레임(140)은 각각 하단에 구동휠(141)이 마련될 수 있다. 한 쌍의 지주프레임(140)은 작업자가 직접 미는 방식으로 한 쌍의 사이드프레임(120) 상에서 슬라이딩될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 구동휠(141)에는 각각 구동모터(미도시)가 연결되어 구동휠(141)에 대해 슬라이딩 구동력을 제공하는 방식으로 한 쌍의 사이드프레임(120) 상에서 슬라이딩되는 방식도 가능하다.
연결프레임(150)은 강판(10)의 폭 방향을 따라 연장되는 형상으로 마련될 수 있다. 연결프레임(150)은 각각 일단 및 타단이 한 쌍의 지주프레임(140)의 상부에 결합될 수 있다. 연결프레임(150)은 한 쌍의 지주프레임(140)에 용접 결합 또는 볼팅 결합 이외에도 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
도시된 바와 같이, 연결프레임(150)은 한 쌍의 지주프레임(140) 중에서 상단부에 결합될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 후술하는 교정부(160)가 교정 대상인 강판(10)의 상부에서 신장될 수 있다면 한 쌍의 지주프레임(140) 중 상측부 어느 곳에 결합되어도 무방하다.
교정부(160)는 연결프레임(150)에 설치될 수 있다. 교정부(160)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 즉 교정부(160)는 하나만 마련될 수 있으며, 이와 달리 연결프레임(150)의 길이방향을 따라 복수개가 설치될 수도 있다. 일 례로, 도시된 바와 같이 교정부(160)는 4개가 마련될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
교정부(160)는 강판(10)을 향해 신장되어 강판(10)의 상면을 가압할 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 교정부(160)는 바디부(161)와 신장부(162)를 구비할 수 있다. 교정부(160)의 바디부(161)는 연결프레임(150)에 슬라이딩 가능하게 체결될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 교정부(160)의 바디부(161)에는 연결프레임(150) 상에서 슬라이딩 가능하도록 휠(미도시)이 마련될 수 있으며, 연결프레임(150)에는 바디부(161)의 휠(미도시)이 슬라이딩 가능하게 체결되는 레일(미도시)이 구비될 수 있다. 교정부(160)는 강판(10)의 변형 부위(11)의 상부에 위치되도록 교정부(160)의 바디부(161)가 연결프레임(150) 상에서 슬라이딩될 수 있다.
교정부(160)의 신장부(162)는 교정부(160)의 바디부(161)에서 강판(10)의 상면을 향해 진퇴 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 신장부(162)는 강판(10)을 향해 전진하거나 또는 강판(10)에서 멀어지도록 후퇴할 수 있다. 이를 위해, 교정부(160)는 유압실린더 또는 공압실린더 방식으로 마련될 수 있다. 한편, 이에 한정하는 것은 아니며 교정부(160)의 바디부(161) 및 신장부(162)는 랙-피니언 방식으로 결합되어 강판(10)의 상면을 향해 신장될 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 신장부(162)의 하단에는 고무 패드와 같은 완충 부재(미도시)가 결합되어 강판(10)의 상면에 흠이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
받침부(170)는 한 쌍의 지주프레임(140)에 설치될 수 있다. 받침부(170)는 일단 및 타단이 각각 한 쌍의 지주프레임(140)에 설치되며, 강판(10)의 하면을 지지할 수 있다. 한편, 받침부(170)는 연결프레임(150)과 평행하게 배치될 수 있다. 받침부(170)는 강판(10)의 하면을 지지함으로써, 강판(10)의 상면에 작용되는 신장부(162)의 가압력을 지지할 수 있다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 받침부(170)는 제1 받침부(171a, 172a)와 제2 받침부(171b, 172b)로 마련될 수 있다. 제1 받침부(171a, 172a)는 제1 지지부(171a)와 제1 슬라이딩부(172a)를 구비할 수 있다. 제2 받침부(171b, 172b)는 제2 지지부(171b)와 제2 슬라이딩부(172b)를 구비할 수 있다.
도 2 내지 4를 참조하면, 제1 지지부(171a)와 제2 지지부(171b)는 각각 외측단부가 한 쌍의 지주프레임(140)에 결합될 수 있다. 제1 지지부(171a)와 제2 지지부(171b)는 각각 한 쌍의 지주프레임(140)에 볼팅 결합 또는 용접 결합 이외에도 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
제1 슬라이딩부(172a)는 제1 지지부(171a)에서 슬라이딩되어 돌출되거나 또는 슬라이딩되어 제1 지지부(171a)에 삽입될 수 있다. 이를 위해 제1 받침부(171a, 172a)는 유압실린더 또는 공압실린더 방식이나, 이외에도 랙-피니언 방식으로 마련될 수도 있다.
제2 슬라이딩부(172b)는 제2 지지부(171b)에서 슬라이딩되어 돌출되거나 또는 슬라이딩되어 제2 지지부(171b)에 삽입될 수 있다. 이를 위해 제2 받침부(171b, 172b)는 유압실린더 방식 또는 공압실린더 방식이나, 이외에도 랙-피니언 방식으로 마련될 수도 있다.
제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)는 각각 제1 지지부(171a) 및 제2 지지부(171b)에서 돌출되어 서로를 향해 슬라이딩될 수 있다. 제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)는 슬라이딩되어 서로 고정되는 경우, 강판(10)의 하면을 지지할 수 있다.
제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)는 상호간에 내측 단부가 서로 고정되도록 결합될 수 있다. 이를 위해 제1 슬라이딩부(172a)는 제1 슬라이딩부(172a)의 내측 단부에 돌출 형성되는 돌기부(173a)가 마련될 수 있으며, 제2 슬라이딩부(172b)는 제2 슬라이딩부(172b)의 내측 단부에 돌기부(173a)와 대응되는 형상으로 함몰 형성되는 홈부(173b)가 마련될 수 있다. 이와 달리, 제1 슬라이딩부(172a)의 내측 단부에 홈부가 형성되며, 제2 슬라이딩부(172b)의 내측 단부에 돌기부가 형성될 수도 있다.
제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)는 돌기부(173a) 및 홈부(173b)에 의해 서로 고정되도록 마련됨으로써 강판(10)의 하중이나 교정부(160)의 가압력에 의해서도 받침부(170)의 중앙부가 하방을 향해 처지는 것이 방지될 수 있다. 이와 달리 제1 슬라이딩부(172a)의 내측 단부 및 제2 슬라이딩부(172b)의 내측 단부에는 전자석이 마련됨으로써 자성에 의해 상호간에 고정되도록 결합되는 것도 가능하다.
감지센서(190)는 강판(10)의 변형 부위(11)와 변형 정도를 감지할 수 있다. 감지센서(190)는 도시된 바와 같이 연결프레임(150)에 마련될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 강판(10)의 변형 부위와 변형 정도를 감지할 수 있는 다양한 위치에 마련될 수 있다. 감지센서(190)는 레이저 센서 등으로 마련될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 강판(10)의 변형 부위(11)와 변형 정도를 감지할 수 있는 다양한 방식의 센서로 마련될 수도 있다.
본 실시 예에 따른 강판 교정 장치는 제어부(미도시)가 마련될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(미도시)는 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
제어부(미도시)는 감지센서(190)로부터 강판(10)의 변형 부위(11)와 변형 정도에 관한 정보를 제공 받으며, 강판 교정 장치의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 도 1 의 미설명된 도면부호 "20"은 강판(10)을 지면이나 바닥면으로부터 이격시키며, 강판을 지지하는 서포팅부(20)를 나타낸다.
이하, 도 1 내지 4를 참조하여 본 실시 예에 따른 강판 교정 장치의 동작에 대해서 살펴본다.
강판(10)은 강성을 추가적으로 확보하기 위해, 다수의 보강부(12)가 용접에 의해 강판(10)에 결합될 수 있다. 한편, 도시된 보강부(12)의 형상은 예시적인 것에 불과하며, 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
도 2 내지 3과 같이 강판(10)의 상면에 보강부(12)를 용접된 경우, 용접열에 의해서 강판(10)의 폭방향 또는 길이방향 등으로 변형이 발생되어 보강부(12)와 보강부(12) 사이 등에 주름진 형상의 변형된 부위(11)가 발생할 수 있다. 감지센서(190)는 변형 부위(11)를 감지하며, 변형 부위(11)의 변형 정도를 감지할 수 있다.
제어부(미도시)는 감지센서(190)로부터 변형 부위(11)와, 변형 정도에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 제어부(미도시)는 변형 부위(11)의 위치에 대응하도록 적절한 개수의 교정부(160)를 변형 부위(11)에 상부에 위치하도록 이동시킬 수 있다. 또한 제어부(미도시)는 받침부(170)가 강판(10)의 하면을 지지할 수 있도록 제어할 수 있다. 즉 제어부(미도시)는 제1 슬라이딩부(172a)가 제1 지지부(171a)에서 돌출되도록 하며, 제2 슬라이딩부(172b)가 제2 지지부(171b)에서 돌출되도록 제어할 수 있다. 따라서, 제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)가 결합되어 강판(10)의 하면을 지지할 수 있다.
교정부(160)의 바디부(161)는 변형 부위(11)의 상부에 위치될 수 있다. 제어부(미도시)는 신장부(162)가 바디부(161)에서 강판(10)의 상면 중 변형 부위(11)를 향해 전진하여 강판(10)의 변형 부위를 가압하도록 제어할 수 있다. 제어부(미도시)는 변형 부위(11)의 변형 정도에 따라서 대응되는 신장부(162)의 가압력을 증가시키거나 또는 가압력을 감소시킬 수 있다.
도 3 내지 4와 같이 강판(10)은 상면 중 변형 부위(11)가 신장부(162)에 의해 가압될 수 있다. 또한 강판(10)의 하면은 받침부(170)의 제1 슬라이딩부(172a) 및 제2 슬라이딩부(172b)에 의해 지지될 수 있다. 강판(10)은 변형 부위(11)의 상면이 가압되고, 변형 부위(11)의 하면이 지지됨으로써 변형 부위(11)가 평평해지도록 교정될 수 있다. 도 3과 같이 강판(10)의 변형 부위(11)에 대한 교정 작업이 수행된 후, 도 4와 같이 강판(10)의 변형 부위(13)가 평평해질 수 있다.
교정이 완료된 후, 제어부(미도시)는 신장부(162)가 상방을 향해 후퇴 슬라이딩되도록 제어하며, 신장부(162)는 바디부(161)의 내부로 삽입될 수 있다. 제어부(미도시)는 제1 슬라이딩부(172a)와 제2 슬라이딩부(172b)가 각각 제1 지지부(171a)와 제2 지지부(171b)로 삽입되도록 제어할 수 있다.
이후, 제어부(미도시)는 한 쌍의 지주프레임(140)이 도 1의 "A1" 방향으로 슬라이딩되어 전술한 동작을 순차적으로 반복하며 강판(10)의 변형 부위(11)에 대한 교정 작업을 반복할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 용접기(미도시)가 강판(10)과 보강부(12)의 연결부위를 도 1의 "A1" 방향으로 연속적으로 용접하며 이동하면, 한 쌍의 지주프레임(140)이 용접기(미도시)를 뒤따르며(도 1의 "A1" 방향), 강판의 교정 작업을 수행할 수 있다.
한편, 강판 교정 장치는 교정 작업이 완료된 후, 감지센서(190)가 강판(10)의 평탄화 정도를 감지하며, 교정 작업이 미흡한 부위가 있는 경우 한 쌍의 지주프레임(140)이 도 1의 "A2" 방향으로 슬라이딩되도록 한 후 전술한 교정 작업을 반복할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 강판 120 : 사이드프레임
140 : 지주프레임 150 : 연결프레임
160 : 교정부 170 : 받침부
190 : 감지센서

Claims (5)

  1. 강판의 길이 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되도록 배치되는 한 쌍의 사이드프레임;
    상기 한 쌍의 사이드프레임에 각각 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 한 쌍의 사이드프레임에서 상방을 향해 연장되는 한 쌍의 지주프레임;
    상기 강판의 폭 방향을 따라 연장되며, 상기 한 쌍의 지주프레임의 상부를 연결하는 연결프레임;
    상기 연결프레임에 적어도 하나 이상 설치되며, 상기 강판을 향해 신장되어 강판의 상면을 가압하는 교정부; 및
    일단 및 타단이 각각 상기 한 쌍의 지주프레임에 설치되며, 상기 강판의 하면을 지지하는 받침부;를 포함하는 강판 교정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교정부는
    상기 연결프레임에 슬라이딩 가능하게 체결되는 바디부와, 상기 바디부에서 상기 강판의 상면을 향해 진퇴 가능하게 마련되는 신장부가 구비되는 강판 교정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 받침부는
    각각 상기 한 쌍의 연결프레임에 결합되는 제1 지지부 및 제2 지지부와, 각각 상기 제1 지지부 및 제2 지지부에서 슬라이딩되어 상기 강판의 하면을 지지하는 제1 슬라이딩부 및 제2 슬라이딩부를 포함하는 강판 교정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 슬라이딩부는
    상기 제1 슬라이딩부의 내측 단부에 돌출 형성되는 돌기부가 마련되며,
    상기 제2 슬라이딩부는
    상기 제2 슬라이딩부의 내측 단부에 상기 돌기부와 대응되는 형상으로 함몰 형성되는 홈부가 마련되는 강판 교정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 변형 부위와 변형 정도를 감지하는 감지센서;를 더 포함하는 강판 교정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200483648Y1 (ko) 2015-06-26 2017-06-08 삼성중공업(주) 선체블록의 보강재 용접부 변형방지장치

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