현대건설, 3D프린팅으로 비정형 건축구조물 만든다

비정형 건축 분야 3D프린팅 기술을 개발하기 위해 대형 3D프린팅 전문기업인 ㈜쓰리디팩토리(대표 최홍관)와 함께 복합소재 3D프린팅 연구에 착수했다. 비정형 거푸집 제작 기술을 확보하고 관련 특허 출원을 진행 중이다.

복합소재 3D프린팅은 사용 가능한 소재가 다양한 것이 장점이다. 저강도 플라스틱은 물론 고강도의 탄소섬유, 유리섬유 등 여러 소재를 사용할 수 있다. 2가지 이상의 재료를 혼합해 강도, 탄성 등 성능을 최적화한 새로운 소재로도 제작  가능한 것이 특징이다.

기존 거푸집의 소재로 주로 활용되던 합판, 스틸 등은 비정형 형상을 정밀하게 구현하기 어려워 제작비용이 높고 제작기간이 길다는 문제점이 있었다. 하지만 현대건설이 이번에 개발한 복합소재 3D프린팅 비정형 거푸집 제작기술은 산업용 대형 3D프린터를 사용함으로써 출력과 동시에 표면 가공이 가능해 가공 오차를 최대 0.001mm 이내로 정밀하게 구현할 수 있다. 가로 2.5m, 세로 5m, 높이 1.5m 크기의 거푸집을 한 번에 제작함으로써 제작 기간을 획기적으로 단축, 경제성과 고품질을 확보할 수 있게 됐다.  

최근에는 첨단 기계식 터널 굴착 공법인 TBM(Tunnel Boring Machine)의 세그먼트 제작에 사용되는 거푸집에도 3D프린팅 기술을 적용하는 연구를 진행 중이다.

현대건설은 복합소재 3D프린팅 기술을 활용해 비정형 조경구조물 제작 기술을 개발하고 작년 7월 관련 특허(특허번호 10-2020-0090790, 3D프린팅 기술을 이용한 비정형 조경구조물 제작방법 및 이를 통해 제작된 비정형 벤치)를 출원했다. 

3D프린팅 기술은 3차원 모델을 적층해 제작하는 기술로 비정형 제작 능력이 탁월해 정밀 시공이 가능하다. 색상, 소재 등을 자유롭게 변화시킬 수 있어 다양한 디자인을 구현할 수 있는 장점이 있다. 다만, 아직까지 3D프린팅 재료와 장비 등의 한계로 인해 건설 분야에서 대형 3D프린팅 기술이 상용화 된 사례는 많지 않았다.

현대건설에서 국내 최초로 적용한 비정형 조경구조물은 폭 1m, 높이 1m, 길이 8m 크기의 옥외용 벤치다. 각기 다른 형상으로 이루어진 약 200개의 부재들을 3D프린팅으로 적층, 가공하여 제작됐다. 불에 쉽게 타지 않는 친환경 소재를 사용해 안전성을 확보했으며, 공산품 품질인증인 Q마크를 획득해 품질 우수성을 입증 받았다. 

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

이윤혜 기자 dbspvpt@datanews.co.kr