WO2010110585A2 - 인조대리석 조형물의 제작방법 - Google Patents

인조대리석 조형물의 제작방법 Download PDF

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WO2010110585A2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/003Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles the shaping of preshaped articles, e.g. by bending

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an artificial marble sculpture, and more particularly, to a method of manufacturing an artificial marble sculpture that can easily produce an artificial marble sculpture, such as an interior column having a complex three-dimensional shape.
  • Artificial marble is a synthetic synthetic material that combines natural stone powder and minerals with resin components (acrylic, unsaturated polyester, epoxy, etc.) and cement, and adds various pigments and additives to realize the texture of natural stone.
  • resin components acrylic, unsaturated polyester, epoxy, etc.
  • Acrylic artificial marble and polyester artificial marble have strength and color tone peculiar to solid materials, and especially acrylic artificial marble has excellent workability and weather resistance.
  • Acrylic artificial marble is lighter and more non-porous than natural marble, has an elegant hue that is inferior to natural marble, excellent strength and weather resistance, and can be distinguished from natural marble because of its excellent processability comparable to wood. Therefore, in recent years, it is used for a variety of applications such as washbasin, sink, advertising display board as well as various interior products.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide a method of manufacturing artificial marble sculptures that can easily produce a large architectural sculpture having a three-dimensional shape, such as interior columns using artificial marble. Is in.
  • the present invention for achieving the above object, (a) dividing the shape of the sculpture to be produced through a three-dimensional drawing into a plurality; (b) molding a plurality of molds in a shape corresponding to each of the divided shapes; (c) cutting the artificial marble sheet into shapes corresponding to the outer surface of the molded mold; (d) vacuum thermoforming the mold and the artificial marble sheet to form the artificial marble sheet into a shape corresponding to the outer surface of the mold; And, (e) provides a method of manufacturing the artificial marble sculpture comprising the step of assembling the molded artificial marble to each other.
  • the step (b) comprises the process of CNC cutting the wood board into a plurality of board pieces corresponding to the mold form, and then joining the divided board pieces to each other to the desired shape and size. It is characterized by molding a mold.
  • the step (b) comprises the steps of: molding the mold body in a form corresponding to each part divided in the step (a); And detachably coupling a mold margin value plate for expanding the size of the molding surface of the mold body to at least one of the remaining surfaces except the surface to which the artificial marble is in close contact with the mold body.
  • a mold margin value plate for expanding the size of the molding surface of the mold body to at least one of the remaining surfaces except the surface to which the artificial marble is in close contact with the mold body.
  • the molding of the mold main body may include: designing by dividing the mold body into flat plates having a size corresponding to the thickness of the wood plate to be processed for each divided part; Making a plurality of pieces of plate by processing a wood plate according to the shape and size of the second divided plate; In addition, the plate pieces may be sequentially bonded to form a mold body for each of the divided portions.
  • the step (c) is a step of cutting the paper in three-dimensional cutting while the paper along the contour of the mold in close contact with the outer surface of the mold, It is characterized by consisting of cutting the paper along the contour to the artificial marble sheet. At this time, after cutting the artificial marble plate, it is preferable to further perform the step of processing the edge (edge) of the cut artificial marble plate to a curved surface.
  • the method further comprises the step of performing a chamfering operation to bring the molded artificial marble into close contact with the outer surface of the mold and to match the edge portion of the artificial marble with the mold size. It is preferable to be configured.
  • the mold margin plate is separated from the mold body, and the edge portion of the artificial marble is brought into close contact with the outer surface of the mold body.
  • the method may further include performing a chamfering operation to match the size of the mold body.
  • step (e) the step of installing the support frame vertically at the position where the sculpture is to be erected, the step of joining the joints and the joint portion of the artificial marble pieces formed from below to the outside of the support frame, mutual bonding Grinding the outer surface of the artificial marble smoothly characterized in that the step consisting of.
  • a mold is formed by dividing a three-dimensional solid shape of a sculpture into a plurality of pieces, and a piece of artificial marble of a desired shape is formed by vacuum thermoforming an artificial marble plate for each mold, and then the pieces of artificial marble are mutually By assembling it can produce a sculpture of the desired shape. Therefore, large artificial marble sculptures having a complicated three-dimensional shape can be manufactured in an accurate form, and various artificial marble sculptures having a beautiful appearance can be manufactured in a desired shape.
  • FIG. 1 is a view showing an interior pillar in the form of traditional ceramics as an example of the sculpture to be produced.
  • Figure 2 is a flow chart schematically showing the overall process of the manufacturing method of artificial marble sculpture according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a mold molding process of the method of manufacturing the artificial marble sculpture of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a three-dimensional diagram analysis of a sculpture showing an embodiment of a process of designing a mold in the mold molding process of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view illustrating a secondary division form of a portion of the sculpture divided in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view illustrating a process of obtaining a plurality of pieces of sheet metal by CNC machining a wood sheet according to the divided form shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment of a mold completed by joining the pieces of sheet metal processed in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a state in which a mold free plate material is coupled to a mold of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a plan view showing an embodiment of a paper drawing cut according to a mold shape for cutting an artificial marble sheet.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a paper drawing of FIG. 9 superimposed on an artificial marble sheet.
  • FIG. 11 is a view schematically showing a state in which the artificial marble sheet is vacuum thermoformed in a vacuum thermoforming machine.
  • 12 to 14 is a view schematically illustrating a process of performing a chamfering operation according to the thermo-molded artificial marble pieces to the mold.
  • 15 is a view showing a state of assembling the artificial marble pieces in the construction site.
  • FIG. 16 illustrates an embodiment of the reinforcing structure of artificial marble pieces, and illustrates a structure in which a reinforcing member is installed at a joint portion of an inner surface of the artificial marble piece.
  • 17 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 16.
  • FIGS 18 and 19 are perspective and sectional views showing another embodiment of the reinforcing structure applied to the pieces of artificial marble.
  • FIG. 2 to 16 illustrate a method of manufacturing artificial marble interior pillars in the form of a whirlwind, as shown in FIG. 1.
  • the manufacturing process of the artificial marble sculpture according to the present invention comprises a mold molding step (S1), artificial marble molding step (S2), artificial marble assembly step (S3).
  • the mold molding step (S1) is a process of designing and molding a plurality of molds for molding the artificial marble sheet in a desired shape, and the process of dividing the shape of the molding to be manufactured through a three-dimensional drawing into a plurality of, respectively, It is made of a process of molding a plurality of molds in a form corresponding to the divided form of.
  • the artificial marble forming process (S2) is a process of molding artificial marble pieces of a shape corresponding to each divided form using the mold, and cutting the artificial marble sheet into shapes corresponding to the outer surface of the molded mold. And vacuum thermoforming the mold and the artificial marble sheet to form the artificial marble sheet into a shape corresponding to the outer surface of the mold.
  • the artificial marble assembly process (S3) is a process of assembling a plurality of artificial marble pieces formed through the artificial marble molding process (S2) to complete a sculpture, and joining the molded artificial marbles to each other. And a step of smoothly treating the surface of the artificial marble on which the bonding is completed.
  • the work performed in each step is as follows.
  • the curvature radius, the surface length, the surface shape, the workability, and the like of the three-dimensional shape of the sculpture (in this embodiment, the interior column) input to the computer are analyzed.
  • the three-dimensional shape is divided into parts capable of vacuum thermoforming on the artificial marble sheet, and each of the faceted parts is lumped and stored. At this time, it is preferable to divide the molded object in consideration of the property that the artificial marble sheet is stretched during vacuum thermoforming.
  • the wood plate W is CNC-machined based on the flat plate dimensions of the second divided drawing to form a plurality of plate pieces 11, and then the plate pieces 11 are glued.
  • the made mold body 10a has a size and shape that matches the size and shape of the artificial marble piece to be molded.
  • each edge of the mold main body 10a may be extended to obtain an effect of increasing the size of the mold main body 10a to some extent.
  • the mold margin plate 15 may be coupled to the surface of the mold body 10a by fastening means such as bolts or screws 17 so that the mold margin value plate 15 may be easily detached from the mold body 10a.
  • the mold margin value plate 15 is designed together with the mold body 10a in the step of designing the mold 10 and then CNC processed.
  • the paper is brought into close contact with the forming surface 12 of the mold 10, and then the paper is cut in three-dimensional form while following the outline of the mold 10 to form a paper drawing as shown in FIG. 9. At this time, the mold margin value plate 15 is attached to the mold 10.
  • the artificial marble plate 30 is cut along the outline with the paper drawing applied to the artificial marble plate 30.
  • the artificial marble sheet 30 is cut into a heating apparatus and heated at a temperature of approximately 175 to 180 ° C. for about 5 minutes to 10 minutes to make the artificial marble sheet 30 flexible so as to be easily deformed. .
  • the mold 10 and the artificial marble sheet 30 are introduced into a vacuum thermoforming machine, and a vacuum pressure is generated to form the artificial marble sheet 30 in the molding surface 12 of the mold 10. Press on.
  • a vacuum pressure is generated to form the artificial marble sheet 30 in the molding surface 12 of the mold 10. Press on.
  • the artificial marble plate (30) to allow the air to escape to the outside by the cloth (c) in the vacuum forming process (30) ) May be completely adhered to the mold 10 surface.
  • the vacuum marble-molded artificial marble plate 30 has a three-dimensional shape corresponding to the shape of the molding surface 12 of the mold 10, but the size thereof is slightly larger than the size to be finally formed. This is because the mold 10 is manufactured by adding a mold margin value plate 15 to the mold main body 10a (see FIG. 8) in consideration of deformation such as bending of an edge portion during thermoforming of artificial marble as described above. to be.
  • the molded artificial marble piece 31 and the mold 10 are taken out from the vacuum thermoforming machine. 12 to 14, the mold margin value plate 15 attached to each plane of the mold 10 is separated from the mold body 10a, leaving only the mold body 10a of the correct size.
  • the molded artificial marble piece 31 is brought into close contact with the molding surface 12 of the mold main body 10a. In this state, each edge portion of the artificial marble piece 31 is precisely chamfered with a tool to match the size of the mold main body 10a so that the artificial marble piece 31 has an accurate size and shape.
  • the finished artificial marble pieces 31 are assembled to each other at the place where the sculpture is to be built.
  • the support frame 40 made of metal for supporting the artificial marble pieces 31 is installed perpendicular to the installation position of the sculpture by concrete placing or anchor bolt.
  • the artificial marble pieces 31 are joined to each other by bonding from the bottom to the outside of the support frame 40.
  • a plurality of assembling square projections 32 are attached to the outer surface of the edge portion of the artificial marble piece 31 using an instant adhesive or the like. Then, in the state in which the artificial marble pieces 31 are brought into contact with each other, the square projections 32 are fixed while pulling each other using fasteners 35 so that the edges of the artificial marble pieces 31 are tightly adhered to each other. do.
  • the joints of the artificial marble pieces 31 are wiped off with alcohol or the like to remove foreign substances, and the artificial marble pieces 31 are bonded to each other using an artificial marble exclusive adhesive.
  • the square protrusions 32 are removed using a tool such as a chisel after the bonding of the artificial marble is completed.
  • the artificial marble pieces when bonding the artificial marble pieces 31, the artificial marble pieces by bonding a plurality of reinforcing members 50 to the artificial marble pieces of the inner surface of the artificial marble pieces 31, as shown in Figure 16 and 17 It is desirable to reinforce the strength of the joints of the marble pieces 31 and to maintain a firm bonding state.
  • the reinforcing member 50 has a pair of fixing blocks 51 attached to the inner edges of the two pieces of artificial marble 31, and a connecting block 52 for interconnecting the fixing blocks 51. ) And are attached along the joint portion of the two artificial marble pieces 31.
  • the reinforcing member 50 is attached to the joint portions of the artificial marble pieces 31 joined to each other, the strength of the joint portion of the artificial marble pieces 31 is increased, and the artificial marble pieces 31 are firmly connected to each other. There is an advantage that can keep the bonded state.
  • the concave insertion grooves 33 are formed to face each other at the center of the thickness of the edge of the artificial marble pieces 31, and the inner side of the insertion groove 33
  • a long bar-shaped reinforcing member 150 into the dedicated adhesive, when the artificial marble pieces 31 are bonded to each other by the reinforcing member 150 to reinforce the strength of the joint portion of the artificial marble pieces 31.
  • the adhesive accommodating groove 151 is made of a semi-cylindrical shape, but may be made in various forms, such as hemispherical shape or polygonal pyramid shape.
  • the surface of the artificial marble sculpture is ground with sanding paper to smoothly process the surface. This completes the final form of the artificial marble sculpture.

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Abstract

본 발명은 복잡한 3차원 형상을 갖는 인테리어 기둥과 같은 인조대리석 조형물을 용이하게 제작할 수 있는 인조대리석 조형물의 제작방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 제작방법은, 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하는 단계; 상기 각각의 분할된 형태에 대응하는 형태로 복수개의 몰드를 성형하는 단계; 인조대리석 판재를 상기 성형된 몰드의 외면에 대응하는 형태들로 재단하는 단계; 상기 몰드와 인조대리석 판재들을 진공 열성형하여 인조대리석 판재들을 몰드의 외면과 상응하는 형태로 성형하는 단계; 그리고, 상기 성형된 인조대리석들을 서로 맞대어 조립하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

인조대리석 조형물의 제작방법
본 발명은 인조대리석 조형물을 제작하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복잡한 3차원 형상을 갖는 인테리어 기둥과 같은 인조대리석 조형물을 용이하게 제작할 수 있는 인조대리석 조형물의 제작방법에 관한 것이다.
인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분(아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 등)이나 시멘트와 배합하고 각종 안료 및 첨가제를 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는데, 대표적으로는 아크릴계 인조대리석, 폴리에스테르 인조대리석 등을 들 수 있다. 이들 아크릴계 인조대리석과 폴리에스테르 인조대리석은 고체 재료에 특유한 강도와 색조를 가지고 있으며, 특히 아크릴계 인조대리석은 우수한 가공성과 내후성을 가지고 있다. 아크릴계 인조대리석은 천연 대리석과 비교하여 가볍고 비다공질이며, 천연 대리석에 뒤떨어지지 않는 우아한 색조, 뛰어난 강도 및 내후성을 가지고 있으며, 더욱이 목질과 비견될만한 우수한 가공성을 가지고 있어 천연대리석과 차별화 될 수 있다. 따라서 최근에는 세면대, 싱크대, 광고용 표시판 뿐만 아니라 각종 인테리어 제품 등 다양한 용도에 이용된다.
특히, 인조대리석을 건축물의 인테리어 기둥과 같은 건축 조형물에 이용할 경우, 고가의 천연 대리석을 대체하여 고급스럽고 미려한 분위기를 연출할 수 있다.
그러나, 이러한 인조대리석의 장점에도 불구하고, 종래에는 인조대리석을 대형으로 제작하기가 매우 어려웠으며, 특히 도자기 모양이나 꽈배기 모양 등의 복잡한 3차원 형상을 갖도록 하는 것이 거의 불가능하였기 때문에 건물의 인테리어 기둥과 같은 대형 건축 조형물에 인조대리석을 이용하는 것이 매우 제한적일 수 밖에 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인조대리석을 이용하여 인테리어 기둥과 같이 3차원 형상을 갖는 대형의 건축 조형물을 용이하게 제작할 수 있는 인조대리석 조형물의 제작방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하는 단계; (b) 상기 각각의 분할된 형태에 대응하는 형태로 복수개의 몰드를 성형하는 단계; (c) 인조대리석 판재를 상기 성형된 몰드의 외면에 대응하는 형태들로 재단하는 단계; (d) 상기 몰드와 인조대리석 판재들을 진공 열성형하여 인조대리석 판재들을 몰드의 외면과 상응하는 형태로 성형하는 단계; 그리고, (e) 상기 성형된 인조대리석들을 서로 맞대어 조립하는 단계를 포함하여 구성된 인조대리석 조형물의 제작방법을 제공한다.
본 발명의 한 실시형태에 따르면, 상기 (b) 단계는, 목재판재를 CNC 가공하여 몰드 형태와 대응하는 복수개의 판재 조각들로 분할한 다음, 상기 분할된 판재 조각들을 상호 접합하여 원하는 형태와 크기의 몰드를 성형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 한 실시형태에 따르면, 상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계에서 분할된 각 부분에 대응하는 형태로 몰드 본체를 성형하는 단계; 그리고, 상기 몰드 본체의 면 중 인조대리석이 밀착될 면을 제외한 나머지 면 중 적어도 어느 한 면에 몰드 본체의 성형면의 크기를 확장시키기 위한 몰드여유값 판재를 착탈 가능하게 결합하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 몰드 본체를 성형하는 단계는, 각각의 분할된 부분에 대하여 가공할 목재 판재의 두께에 대응하는 크기의 평판들로 2차 분할하여 설계하는 단계; 상기 2차 분할된 평판 형태 및 크기에 따라 목재 판재를 가공하여 복수개의 판재 조각들을 만드는 단계; 그리고, 상기 판재 조각들을 순차적으로 접합하여 상기 분할된 각 부분에 대한 몰드 본체를 성형하는 단계로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 한 실시형태에 따르면, 상기 (c) 단계는, 페이퍼를 몰드의 외면에 밀착시킨 상태에서 몰드의 윤곽선을 따라 가면서 페이퍼를 입체 재단식으로 재단하는 단계와, 상기 재단된 페이퍼를 인조대리석 판재에 대고 윤곽선을 따라 재단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 인조대리석 판재를 재단하고 난 후, 재단된 인조대리석 판재의 에지(edge)를 곡면으로 가공하는 단계를 추가로 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 한 실시형태에 따르면, 상기 (d) 단계를 수행하기 전에 인조대리석 판재를 가열하는 단계를 수행하는 것이 바람직하며, 상기 (d) 단계를 수행할 때, 몰드와 인조대리석 판재 사이에 유연한 천을 개재시킨 상태로 인조대리석 판재를 몰드의 외면에 밀착시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 한 실시형태에 따르면, 상기 (d) 단계 후, 성형된 인조대리석을 상기 몰드의 외면에 밀착시키고 인조대리석의 에지 부분을 몰드 크기와 일치하도록 면취 작업을 수행하는 단계를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 한 실시형태에 따르면, 상기 (d) 단계 후, 몰드 본체에서 몰드여유값 판재를 분리시키고, 성형된 인조대리석을 상기 몰드 본체의 외면에 밀착시킨 상태에서 인조대리석의 에지 부분을 몰드 본체의 크기와 일치하도록 면취 작업을 수행하는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 (e) 단계는, 조형물이 세워질 위치에 서포트프레임을 수직하게 설치하는 단계와, 상기 서포트프레임의 외측에 하측에서부터 성형된 인조대리석 조각들을 서로 맞대고 이음부위를 접합시키는 단계와, 상호 접합된 인조대리석의 외면을 매끄럽게 그라인딩하여 마무리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e) 단계에서 상기 인조대리석 조각들을 서로 접합시킬 때 인조대리석의 접합 부위에 보강부재를 부착시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 조형물의 3차원 입체 형상을 복수개로 분할하여 몰드를 성형하고, 각 몰드에 대하여 인조대리석 판재를 진공 열성형하여 원하는 형상의 인조대리석 조각을 성형한 다음, 이 인조대리석 조각들을 상호 조립하여 원하는 형태의 조형물을 제작할 수 있다. 따라서, 복잡한 3차원 형상을 가진 대형의 인조대리석 조형물을 정확한 형태로 제작할 수 있으므로, 미려한 외관을 갖는 다양한 인조대리석 조형물을 원하는 형태로 제작할 수 있다.
또한, 완성된 몰드를 반복 사용하여 동일한 형태의 인조대리석 조각들을 대량으로 만들어낼 수 있으므로, 양산이 용이하며, 제작 비용을 감소시킬 수 있는 이점도 있다.
도 1은 제작하고자 하는 조형물의 일례로서 전통 도자기 형태의 인테리어 기둥을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 제작방법의 전체 공정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 인조대리석 조형물의 제작방법 중 몰드 성형 공정을 순차적으로 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 3의 몰드 성형 공정에서 몰드를 설계하는 과정의 일 실시예를 나타낸 조형물의 3차원 도면 분석도이다.
도 5는 도 4에서 분할된 조형물의 일 부분에 대한 2차 분할 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 분할 형태에 따라 목재 판재를 CNC 가공하여 복수개의 판재 조각을 얻는 공정을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에서 가공된 판재 조각들을 접합하여 완성된 몰드의 일 실시형태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 몰드에 몰드여유판재가 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 인조대리석 판재의 재단을 위해 몰드 형태에 따라 재단된 페이퍼 도면의 일 실시형태를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 페이퍼 도면이 인조대리석 판재에 포개진 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11은 인조대리석 판재가 진공 열성형기에서 진공 열성형되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 14는 열성형된 인조대리석 조각을 몰드에 맞추어 면취 작업을 수행하는 공정을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 15는 인조대리석 조각들을 시공 현장에서 상호 조립하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 16은 인조대리석 조각들의 보강 구조의 일 실시예를 나타낸 것으로, 인조대리석 조각의 내면의 이음부분에 보강부재가 설치되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16의 I-I 선 단면도이다.
도 18과 도 19는 인조대리석 조각들에 적용되는 보강 구조의 다른 실시예를 나타낸 사시도 및 요부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 제작방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 16은 도 1에 도시된 것과 같이 회오리처럼 휘어진 도자기 형태의 인조대리석 인테리어 기둥을 제작하는 방법을 나타낸 것이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인조대리석 조형물의 제작 공정은 크게 몰드 성형 공정(S1)과, 인조대리석 성형 공정(S2), 인조대리석 조립 공정(S3)으로 이루어진다.
상기 몰드 성형 공정(S1)은 인조대리석 판재를 원하는 형태로 성형하기 위한 복수개의 몰드들을 설계하고 성형하는 공정으로, 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하는 공정과, 상기 각각의 분할된 형태에 대응하는 형태로 복수개의 몰드를 성형하는 공정으로 이루어진다.
상기 인조대리석 성형 공정(S2)은 상기 몰드를 이용하여 각 분할된 형태에 대응하는 형태의 인조대리석 조각들을 성형하는 공정으로, 인조대리석 판재를 상기 성형된 몰드의 외면에 대응하는 형태들로 재단하는 공정과, 상기 몰드와 인조대리석 판재들을 진공 열성형하여 인조대리석 판재들을 몰드의 외면과 상응하는 형태로 성형하는 공정으로 이루어진다.
그리고, 상기 인조대리석 조립 공정(S3)은 상기 인조대리석 성형 공정(S2)을 통해 성형된 복수개의 인조대리석 조각들을 상호 조립하여 조형물을 완성하는 공정으로, 상기 성형된 인조대리석들을 서로 맞대어 접합하는 공정과, 접합이 완료된 인조대리석의 표면을 매끄럽게 처리하는 공정 등으로 이루어진다.
각 공정에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 몰드 성형 공정
몰드 성형 공정은 도 3에 도시된 것과 같이, 조형물의 3차원 형상을 복수개로 분할하는 몰드 설계 단계(S11)와, 상기 분할된 각 부분에 대한 정보를 바탕으로 목재 판재를 가공하는 몰드용 목재 판재 가공 단계(S12), 가공된 목재 판재를 조립하여 원하는 최종 몰드 형태로 만드는 몰드 조립 단계(S13)로 이루어진다. 각 단계 별로 이루어지는 작업을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4에 도시된 것과 같이, 몰드 설계 단계에서는 컴퓨터에 입력된 조형물(이 실시예에서 인테리어 기둥)의 3차원 형상에 대하여 곡면의 곡률반경, 곡면길이, 곡면형태, 작업성 등을 분석하여, 3차원 형상을 인조대리석 판재에 대한 진공 열성형이 가능한 부분들로 면분할하고, 이 면분할된 각 부분을 덩어리로 만들어 저장한다. 이 때, 진공 열성형시 인조대리석 판재가 늘어나는 성질을 감안하여 조형물을 분할하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5에 도시된 것과 같이 상기 분할된 각 부분에 대해 몰드 성형용 목재 판재의 두께에 맞게 2차 분할 작업을 수행하고, 2차 분할된 도면을 평판 배열 작업한다.
이어서, 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 2차 분할된 도면의 평판 치수를 바탕으로 목재 판재(W)를 CNC 가공하여 복수개의 판재 조각(11)들을 만든 다음, 이 판재 조각(11)들을 접착제 또는 타카 등을 이용하여 서로 접합시켜 몰드 형태를 만들고, 5축 CNC 가공을 하거나 그라인딩하여 정확한 크기와 형상으로 만든다(도 7 참조). 이 때, 만들어진 몰드 본체(10a)는 성형하고자 하는 인조대리석 조각의 크기 및 형태와 일치하는 크기 및 형태를 갖는다.
한편, 인조대리석은 진공 열성형되면 각 에지 부분이 굽어지면서 올라가는 등의 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 것과 같이, 몰드(10)를 설계하고 성형할 때, 몰드 본체(10a)의 성형면(12)을 제외한 각 면에 몰드여유값 판재(15)들을 결합시킨다. 상기 몰드여유값 판재(15)의 일면은 상기 몰드 본체(10a)의 성형면(12)의 가장자리 부분과 대응하는 형상으로 되어, 몰드 본체(10a)의 성형면(12)의 크기를 확장시켜주는 기능을 한다. 따라서, 상기 몰드여유값 판재(15)를 결합시키게 되면, 몰드 본체(10a)의 각 가장자리가 확장되어 몰드 본체(10a)의 크기가 일정 정도 더 커지는 효과를 얻을 수 있다.
상기 몰드여유값 판재(15)는 몰드 본체(10a)에 용이하게 착탈될 수 있도록 몰드 본체(10a)의 면에 볼트 또는 나사(17)와 같은 체결수단에 의해 결합될 수 있다. 상기 몰드여유값 판재(15)는 몰드(10)를 설계하는 단계에서 몰드 본체(10a)와 함께 설계된 후 CNC 가공된다.
2. 인조대리석 성형 공정
먼저, 페이퍼를 몰드(10)의 성형면(12)에 밀착시킨 다음, 몰드(10)의 아우트라인을 따라 가면서 페이퍼를 입체 재단식으로 재단하여 도 9에 도시된 것과 같은 페이퍼 도면을 만든다. 이 때, 상기 몰드(10)에는 몰드여유값 판재(15)가 부착된 상태이다.
이어서, 도 10에 도시된 것과 같이 상기 페이퍼 도면을 인조대리석 판재(30)에 대고 윤곽선을 따라 가면서 인조대리석 판재(30)를 절단한다. 그리고, 상기 절단된 인조대리석 판재(30)의 에지(edge)를 곡면날을 이용하여 부드러운 곡면으로 가공하는 것이 바람직한데, 이는 이후에 인조대리석 판재(30)를 진공 열성형기에서 진공 열성형할 때 인조대리석 판재의 날카로운 에지에 의해 진공 열성형기의 실리콘 보호막이 찢어지는 것을 방지하기 위함이다.
이어서, 절단된 인조대리석 판재(30)를 가열장치에 투입하여 대략 175~180℃의 온도에서 약 5분~10분 동안 가열하여 인조대리석 판재(30)를 유연하게 하여 변형이 용이한 상태로 만든다.
그리고, 도 11에 도시된 것과 같이 몰드(10)와 인조대리석 판재(30)를 진공 열성형기 내에 투입하고, 진공압을 발생시켜 인조대리석 판재(30)를 몰드(10)의 성형면(12)에 압착시킨다. 이 때, 상기 인조대리석 판재(30)와 몰드(10) 사이에 얇은 천(c)을 개재시킴으로써, 진공 성형 과정에서 천(c)에 의해 공기가 외부로 빠져나올 수 있도록 하여 인조대리석 판재(30)가 몰드(10) 면에 완전히 밀착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 진공 열성형된 인조대리석 판재(30)는 몰드(10)의 성형면(12)의 형상과 대응하는 3차원적 형상을 갖게 되나, 그 크기는 최종 성형하고자 하는 크기보다 약간 크다. 이는 전술한 것과 같이 인조대리석의 열성형 과정에서 가장자리 부분이 휘어지는 등의 변형을 고려하여 몰드 본체(10a)(도 8 참조)에 몰드여유값 판재(15)를 덧붙여 몰드(10)를 제작하였기 때문이다.
인조대리석 판재(30)의 열성형 후, 성형된 인조대리석 조각(31)과 몰드(10)를 진공 열성형기로부터 인출한다. 그리고, 도 12 내지 도 14에 도시된 것과 같이 몰드(10)의 각 평면에 부착된 몰드여유값 판재(15)를 몰드 본체(10a)로부터 분리시켜 정확한 크기의 몰드 본체(10a)만 남기고, 상기 성형된 인조대리석 조각(31)을 몰드 본체(10a)의 성형면(12)에 밀착시킨다. 이 상태에서 몰드 본체(10a)의 크기에 맞도록 인조대리석 조각(31)의 각 가장자리 부분을 공구로 정밀하게 면취하여 인조대리석 조각(31)이 정확한 크기와 형태를 갖도록 한다.
상술한 것과 동일한 과정으로 분할된 조형물의 각 부분들에 대한 인조대리석 조각(31)들을 완성한다.
3. 인조대리석 조립 공정
상술한 것와 같이 완성된 인조대리석 조각(31)들은 조형물이 세워질 장소에서 상호 조립된다.
먼저, 도 15에 도시한 것과 같이, 인조대리석 조각(31)들을 지지하기 위한 금속 재질의 서포트 프레임(40)을 콘크리트 타설 또는 앵커볼트 등으로 조형물 설치 위치에 수직하게 설치한다.
그리고, 상기 서포트 프레임(40)의 외측에 하부에서부터 인조대리석 조각(31)들을 서로 맞대어 접합시킨다. 이러한 인조대리석 조각(31)들을 상호 접합시키기 위하여, 인조대리석 조각(31)의 가장자리 부분의 외면에 복수개의 조립용 사각돌기(32)들을 순간접착제 등을 이용하여 부착시킨다. 그런 다음, 인조대리석 조각(31)들을 서로 맞댄 상태에서 상기 사각돌기(32)들을 조임쇠(35)를 이용하여 서로 당기면서 고정시켜 인조대리석 조각(31)들의 에지(edge)들이 서로 견고하게 밀착되도록 한다.
이 상태에서 인조대리석 조각(31)들의 이음 부분을 알코올 등으로 닦아내 이물질을 제거하고, 인조대리석 전용접착제를 사용하여 인조대리석 조각(31)들을 접합시킨다. 상기 사각돌기(32)들은 인조대리석들의 접합이 완료된 후 끌과 같은 도구를 사용하여 제거한다.
한편, 상기 인조대리석 조각(31)들을 접합시킬 때, 도 16과 도 17에 도시된 것과 같이 인조대리석 조각(31)들의 내면의 인조대리석 조각 이음부위에 복수개의 보강부재(50)를 접합시킴으로써 인조대리석 조각(31)들의 이음 부분의 강도를 보강하고, 견고한 접합 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이 실시예에서 상기 보강부재(50)는 2개의 인조대리석 조각(31)의 내측 가장자리에 각각 부착되는 한 쌍의 고정블록(51)과, 상기 고정블록(51)들을 상호 연결하는 연결블록(52)으로 이루어져 2개의 인조대리석 조각(31)들의 접합 부분을 따라 부착된다. 상술한 바와 같이 서로 접합되는 인조대리석 조각(31)들의 접합 부위에 보강부재(50)가 부착되면, 인조대리석 조각(31)들의 접합 부분의 강도가 증대되고, 인조대리석 조각(31)들이 서로 견고하게 접합된 상태를 유지할 수 있는 이점이 있다.
이 실시예와 다르게, 도 18과 도 19에 도시된 것과 같이, 인조대리석 조각(31)들의 가장자리의 두께 중심부에 오목한 삽입홈(33)을 서로 대향되게 형성하고, 이 삽입홈(33)의 내측에 기다란 바아 형태의 보강부재(150)를 전용접착제를 넣어 삽입하여, 인조대리석 조각(31)들이 상호 접합될 때 상기 보강부재(150)에 의해 인조대리석 조각(31)들의 이음부분 강도를 보강할 수도 있을 것이다. 이 때, 상기 보강부재(150)의 외면에 복수개의 접착제 수용홈(151)을 오목하게 형성하여 접착제(160)가 상기 접착제 수용홈(151) 내측으로 스며들어 접착력이 증대되도록 하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 상기 접착제 수용홈(151)은 반원기둥 형태로 이루어져 있지만, 이와 다르게 반구 형태나 다각뿔 형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
전술한 것과 같은 과정을 통해 인조대리석 조각(31)들을 서로 접합시키며 시공할 때, 인조대리석과 서포트프레임(40)(도 15 참조) 사이에 목재 판재등을 삽입하여 인조대리석 내측을 보강하고, 인조대리석의 접합 부위를 우레탄 폼 등으로 추가 보강하는 작업을 수행하는 것이 바람직하다.
이러한 과정을 통해 모든 인조대리석 조각(31)들의 접합 및 보강이 완료되어 조형물의 외관이 대략적으로 완성되면, 인조대리석 조형물의 외면을 샌딩페이퍼로 그라인딩하여 표면을 매끄럽게 처리한다. 이로써 인조대리석 조형물의 최종 형태가 완성된다.
전술한 실시예는 단지 예시 목적으로서, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 실시 및 변경이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. (a) 3차원 도면을 통해 제작하고자 하는 조형물의 형태를 복수개로 분할하는 단계;
    (b) 상기 각각의 분할된 형태에 대응하는 형태로 복수개의 몰드를 성형하는 단계;
    (c) 인조대리석 판재를 상기 성형된 몰드의 외면에 대응하는 형태들로 재단하는 단계;
    (d) 상기 몰드와 인조대리석 판재들을 진공 열성형하여 인조대리석 판재들을 몰드의 외면과 상응하는 형태로 성형하는 단계; 그리고,
    (e) 상기 성형된 인조대리석들을 서로 맞대어 조립하는 단계를 포함하여 구성된 인조대리석 조형물의 제작방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는, 목재판재를 CNC 가공하여 몰드 형태와 대응하는 복수개의 판재 조각들로 분할한 다음, 상기 분할된 판재 조각들을 상호 접합하여 원하는 형태와 크기의 몰드를 성형하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    상기 (a) 단계에서 분할된 각 부분에 대응하는 형태로 몰드 본체를 성형하는 단계; 그리고,
    상기 몰드 본체의 면 중 인조대리석이 밀착될 면을 제외한 나머지 면 중 적어도 어느 한 면에 몰드 본체의 면의 크기를 확장시키기 위한 몰드여유값 판재를 착탈 가능하게 결합하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 몰드 본체를 성형하는 단계는,
    각각의 분할된 부분에 대하여 가공할 목재 판재의 두께에 대응하는 크기의 평판들로 2차 분할하여 설계하는 단계;
    상기 2차 분할된 평판 형태 및 크기에 따라 목재 판재를 가공하여 복수개의 판재 조각들을 만드는 단계;
    상기 판재 조각들을 순차적으로 접합하여 상기 분할된 각 부분에 대한 몰드 본체를 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조 대리석 조형물의 성형용 몰드의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는, 페이퍼를 몰드의 외면에 밀착시킨 상태에서 몰드의 윤곽선을 따라 가면서 페이퍼를 입체 재단식으로 재단하는 단계와, 상기 재단된 페이퍼를 인조대리석 판재에 대고 윤곽선을 따라 재단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 인조대리석 판재를 재단하고 난 후, 재단된 인조대리석 판재의 에지(edge)를 곡면으로 가공하는 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계를 수행하기 전에 인조대리석 판재를 가열하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계를 수행할 때, 몰드와 인조대리석 판재 사이에 유연한 천을 개재시킨 상태로 인조대리석 판재를 몰드의 외면에 밀착시켜 성형하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계 후, 성형된 인조대리석을 상기 몰드의 외면에 밀착시키고 인조대리석의 에지 부분을 몰드 크기와 일치하도록 면취 작업을 수행하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계는, 조형물이 세워질 위치에 서포트프레임을 수직하게 설치하는 단계와, 상기 서포트프레임의 외측에 하측에서부터 성형된 인조대리석 조각들을 서로 맞대고 이음부위를 접합시키는 단계와, 상호 접합된 인조대리석의 외면을 매끄럽게 그라인딩하여 마무리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 인조대리석 조각들을 서로 접합시킬 때 인조대리석의 접합 부위에 보강부재를 부착시키는 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
  12. 제3항에 있어서, 상기 (d) 단계 후, 몰드 본체에서 몰드여유값 판재를 분리시키고, 성형된 인조대리석을 상기 몰드 본체의 외면에 밀착시킨 상태에서 인조대리석의 에지 부분을 몰드 본체의 크기와 일치하도록 면취 작업을 수행하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인조대리석 조형물의 제작방법.
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