2020-10-27 Tue
 
세계 건설 업계에서 진행되는 3D 프린터 활용 현황에 대하여...
2020-09-03 12:00 32
 최근 중국을 비롯한 전 세계 건설업계에서 규모가 큰 3D 프린터를 활용한 소식을 자주 접한다. 건설업계에서 역동적으로 움직이기 시작하고 있는 3D 프린터 활용에 있어서 세계 조류를 잠시 살펴보는 것도 의미가 있어서, 본 고에서는 최근 3~4년 전의 해외 기사인 ① 세계 최초의 '3D 프린트 주택가' 건설이 멕시코에서 순조롭게 진행 ② 컨테이너 수송이 가능! 프랑스산 건축용 3D 프린터 ③ 3D 프린터 의한 세계에서 가장 긴 다리가 네덜란드 탄생 ④ 오바야시 시멘트계 재료를 이용한 3D 프린터로 국내 최대 규모인 구조물의 제조에 착수 ⑤ 3D 프린터의 기존 이미지를 뒤집는가? 자주식 건축용 3D 프린터 기계... 기사를 요약 정리한 것이다.


중국의 뉴스 기사 리뷰 

[사례 1] 중국의 역사라고 말하는 安済橋를 오마쥬 한 것으로, 전체 길이 26.3m, 폭 2.6m의 다리를 3D 프린트하여 통상의 2/3의 비용, 불과 18일 만에 완성하여 노동 시간을 단축하고, 비용 감소를 실현했다. [사례 2] 2018년 중국 건설업 생산액은 23조 위안 (약 351조 원)에 달하며, 3D 프린터는 1조 원 규모의 시장으로 성장할 가능성을 가지고 있다고 한다. 중국에서 건설용 3D 프린트 기술로 주목을 받는 기업으로 太空灰가 있다. 이 회사는 건설용 3D 프린터로 기존의 FDM (열 용해 적층 방식)을 채용하고 있다. 太空灰에서는 사람과 기계의 협업방식을 채택하고 있으며, 3D 프린트 기술로 콘크리트 벽체를 인쇄하고, 벽체 사이에 철근을 추가하는 작업은 사람이 한다. 이 건설 3D 프린트 기술은 시간 비용을 약 50~70%, 인력 비용을 50~80%, 재료 비용을 40~50% 절감할 수 있다고 한다. [사례 3] 기사 제목이 “이것을 3D 프린터로 만들었다는 것에 먼저 놀란다.” 1,100 m² (1만 1,840 ft²) 규모의 저택. 건설은 Winsun (盈創) 이라는 중국 기업이 수행하였다. [사례 4] 레고 같은 분위기에서 3 시간 만에 집이 완성한다는 것이 놀랍다. 3D 프린터로 만든 자재로, 거실, 부엌, 화장실, 각각의 방이 이미 공장에서 완성되어 있다. 현장에서는 그 방을 크레인으로 하나하나 조립하는 것뿐... 지진이 많은 일본에서는 어렵지만, 해외에서의 시공은 얼마든지 가능하다. [사례 5] 막대한 자금력을 가진 산유국을 상대로 한 3D 프린팅 사업은 당분간 중국이 싹쓸이할 것 같은 소식이다. 중국 3D 프린트 건설 기업이 사우디아라비아에 100대의 건축 3D 프린터 임대하고 있다. 


세계 건설 산업에서 3D 프린터 활용 

□ 라틴 아메리카의 빈곤 가구에 제공하는 세계 최초의 3D 프린트 주택 커뮤니티1동이 60만 엔으로 24시간 이내에 제작된다. 지진이 적고, 광대한 평지인 아프리카에 매우 효과적인 방식이다. 아프리카 인프라 시스템 사업에 참여하는 기업은 이러한 사안을 고려해야 한다. 또한, 일본에서는 재해 대책용 가설 주택으로 유효하지 않을까... 홋카이도에서 조립식 형 응급 가설 주택은 방한 대책을 위하여 이중 샷시로 하는 등 다소 시간이 걸리겠지만 2년밖에 사용하지 않는데, 1동 1,200만 엔이 든다는... 정보도 있는 정도이다. 
□ 전 세계에서 진행 중! "3D 프린터 건축“의 가능성이 기사는 일본에서 실현하려면 건축 기준법의 한계가 있지만, 소규모 건설이나 한정적인 부분에 대해서는 유효하다고 생각된다. 
□ 3D 프린터를 이용한 건축 기술은 여기까지 왔는데 미래 지향적인 미니멀(minimal) 디자인의 건축 
이 기사에 나온 두바이의 사례는 다음과 같 다. 두바이 정부는 불과 17일 만에 세계 최초로 3D 프린트 사무실을 건설하였다.


국내 현황

국내는 아직 걸음마 수준이다. 다양한 해외 사례와 비교해 국내에서는 FDM 방식 외에는 성공적인 적용 사례가 아직 드물다. 최근 한양대학교와 쓰리디프리욜은 실질적인 건축 상품 생산에 앞서 3D 프린팅 기술 검증을 위해 소규모 테이블 시제품 프로젝트를 추진한 바 있다.


일본의 현황

일본은 톱 종합 건설사 5개 중 하나인 大林組가 선두주자로 활력하고 있다. [大林組] 첫 번째로 오바야시는 시멘트계 재료를 이용한 3D 프린터로, 국내 최대 규모인 구조물 제조에 착수.... 이것은 사이트에서 소개한 쉘형 벤치를 3D 프린터로 조형한 기사이다. 자체 개발한 3D 프린터에 의해 2종류의 시멘트계 재료를 일체화하여 구조물을 만드는 기술을 개발. 곡면 거푸집과 철근을 사용하지 않고, 압축강도와 인장강도를 겸비한 자유로운 형태의 구조물을 제조할 수 있는 것이 특징이다. 두 번째는 특수시멘트계 재료를 이용한 3D 프린터 개발이다. 상기 기사의 전 단계로 오바야시 건설은 2017년에 특수시멘트계 재료를 토출하는 3D 프린터를 개발한 바 있다. [竹中工務店] 의장성(意匠性)을 추구 한 수지 거푸집을 제조, 다케나카의 3D 프린터 활용.... 다케나카가 주목한 것은 거푸집이다. 이곳은 2014년에 게이오 대학의 교수와 공동으로 개발한 수지(경질 염화 비닐)를 압출 적층 조형하는 3D 프린터에 의해 철근콘크리트용 수지 거푸집을 만들었다. 자유로운 형상을 실현할 수 있는 3D 프린터라면 비용 측면에서 단순화된 건축물의 의장성을 강화하는 것이 아닌가 하는 생각으로부터 개발에 착수했다고 한다. [前田建設工業] 3D 프린터로 10년 후 시공의 완전 자동화를 前田建設工業.... 마에다건설은 2016년경부터 노동력 부족에 대한 우려와 생산성 향상에 대한 요구가 높아지는 가운데 생력화와 무인화를 실현하는 기술개발에 주목한 활동을 시작하고 있다. 충분한 자금력을 가진 톱 종합 건설이 기술개발에 앞장서는 것은 바람직하고, 앞서 두 회사 모두 3D 프린터를 자체 개발하고 있는 점은 기대가 된다. 높은 사양인 서양 3D 프린터로도 만들 수 없다면 스스로 개발하는 발상이야말로 글로벌의 치열한 경쟁 하에서 명확한 차별화를 부각하고 생존할 수 있는 유일한 방법이기 때문이다. 그러나 해외에 비하면 아직도 실용 사례로는 적다. 일본은 지진이 잦고, 건축물 전체에서 보면, 건축 기준법 등 여러 가지 클리어해야 하는 엄격한 벽이 있지만, 竹中工務店과 같이 디자인을 높여 시장 가치를 높이는 관점이거나, 前田建設 같은 생력화와 무인화를 실현하기 위한 기술이라는 관점 등은 향후 일본 건설업계의 발전에 필수적이고, 3D 프린팅 활용을 높일 수 있는 가능성이 높다. 끝으로, 생각이 보수적이면 어떤 길도 열리지 않는다고 한다. 우리도 한때 건설의 붐을 이룬 고도 성장기 때의 마음으로 돌아가 새로운 것을 창조하는 지혜를 발휘해 보자. 다시 말해 제로 베이스에서 생각해 보면 어떨까. (이상)

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