현대건설, 국내 아파트 최초 복합소재 3D 프린팅 비정형 벤치 힐스테이트 레이크 송도 2차에 설치

대형 복합소재 3D 프린팅 비정형 거푸집 시공 기술 확보

현대건설이 대형 복합소재 3D 프린팅 활용 기술 개발로 비정형 시공 기술 선점 및 미래 건설 기술 확보에 박차를 가한다.

현대건설은 비정형 건축 분야 3D 프린팅 기술을 개발하기 위해 2019년부터 대형 3D 프린팅 전문 기업인 ㈜쓰리디팩토리와 함께 복합소재 3D 프린팅 연구에 착수해 비정형 거푸집 제작 기술을 확보하고 관련 특허 출원을 진행 중이다.

복합소재 3D 프린팅은 사용 가능한 소재가 다양한 것이 장점이다. 저강도 플라스틱은 물론 고강도의 탄소섬유, 유리섬유 등 여러 소재를 사용할 수 있으며, 2가지 이상의 재료를 혼합하여 강도, 탄성 등 성능을 최적화한 새로운 소재로도 제작이 가능한 것이 특징이다.

기존 거푸집의 소재로 주로 활용하던 합판, 스틸 등은 비정형 형상을 정밀하게 구현하기 어려워 제작 비용이 높고 제작 기간이 길다는 문제점이 있었다. 하지만 현대건설이 이번에 개발한 복합소재 3D 프린팅 비정형 거푸집 제작 기술은 산업용 대형 3D프린터를 사용함으로써 출력과 동시에 표면 가공이 가능해 가공 오차를 최대 0.001mm 이내로 정밀하게 구현할 수 있으며, 가로 2.5m, 세로 5m, 높이 1.5m 크기의 거푸집을 한 번에 제작함으로써 제작 기간을 획기적으로 단축해 경제성과 고품질을 확보할 수 있다.

최근에는 첨단 기계식 터널 굴착 공법인 TBM(Tunnel Boring Machine)의 세그먼트 제작에 사용하는 거푸집(Mould)에도 3D 프린팅 기술을 적용하는 연구를 진행 중이다.

현대건설은 스틸 거푸집 내부에 들어가는 비정형 채움재를 복합소재 3D 프린팅으로 제작해 조립함으로써 다양한 형상의 곡면형 세그먼트를 효과적으로 제작할 수 있어 품질 완성도를 높였으며 제작 비용도 대폭 절감했다.

현대건설은 복합소재 3D 프린팅 기술을 활용해 비정형 조경 구조물 제작 기술을 개발하고 작년 7월 관련 특허(특허번호 10-2020-0090790, 특허명 : 3D 프린팅 기술을 이용한 비정형 조경 구조물 제작 방법 및 이를 통해 제작된 비정형 벤치)를 출원했다.

3D 프린팅 기술은 3차원 모델을 적층하여 제작하는 기술로 비정형 제작 능력이 탁월해 정밀 시공이 가능하며, 색상, 소재 등을 자유롭게 변화시킬 수 있어 다양한 디자인을 구현할 수 있는 장점이 있으나 아직까지 3D 프린팅 재료와 장비 등의 한계로 인해 건설 분야에서 대형 3D 프린팅 기술을 상용화한 사례는 많지 않았다.

현대건설에서 국내 최초로 적용한 비정형 조경 구조물은 폭 1m, 높이 1m, 길이 8m 크기의 옥외용 벤치로, 각기 다른 형상으로 이루어진 약 200개의 부재들을 3D 프린팅으로 적층, 가공하여 제작했다. 불에 쉽게 타지 않는 친환경 소재를 사용해 안전성을 확보했으며, 공산품 품질인증인 Q마크를 획득해 품질 우수성을 입증받았다.

현대건설은 지난해 입주한 ‘힐스테이트 레이크 송도 2차’를 시작으로, 향후 디에이치 현장의 조경 구조물 제작에도 해당 기술을 활용할 계획이다.

현대건설 기술연구소 관계자는 “대형 복합소재 3D 프린팅 기술 개발을 계기로 향후 건축용 소재를 활용한 3D 프린팅 시공 기술 개발을 통해 미래 건설 업계의 패러다임 변화를 선도할 것이다”라고 말했다. ANN

자료_현대건설