마션케이의 새로운 건설용 3D프린터 Cylan12를 소개합니다.
기본 구조는 실린더 로봇암 구조를 적용하였습니다.
출력 영역은 12M x12M 입니다. (실린더 로봇암이니 더 큰 부채꼴 출력 영역이 확보되기는 합니다.)
출력 높이는 2M입니다. (지상 1M, 지하로 1M)
높이가 생각보다 낮습니다. 이는 한국의 건축환경에 맞추어 개발되었기 때문입니다.
한국의 포지티브 제도로 인해 3D프린터로 출력한 건축물을 허가받기가 쉽지 않습니다.
미국에서는 주택 수준의 건축물을 분양하고 있습니다.
저희 마션케이도 사우디아라비아에서 22년에 건축물을 시공하였고, 24년 현재 두 번째 프로젝트를 시공 중입니다. 하지만 한국에서는 진행을 하지 못하고 있어 아쉽습니다.
출력조경
한국에서 제도적 어려움과 기술적 어려움에 제약되지 않는 건설 분야를 선별한 결과 조경을 우선 선정하였습니다. 기존의 모자이크 개념의 시공을 프린팅 개념으로 변경이 가능해 보입니다.
프린팅 개념이 적용되면 스플라인 곡선을 바로 출력이 가능하기 때문에 디자인이 자유로워지고, 공사기간이 1~2일 정도로 대폭 줄어들게 됩니다. 고가인 3D프린팅용 속경 재료비와 고가의 장비 감가상각으로 인해 비용은 더 비쌀 것으로 보입니다. 미국도 일반 주택에 3D프린팅을 적용한 초기에는 10배의 비용이 발생하였습니다. 이후 7년의 엔젤투자와 기술개발로 이제는 목조건축과 비슷해진 것 같습니다. 조경에 효율적으로 적용하기 위해 새로운 개념의 장비가 필요합니다. 출력 높이는 줄이고, 구조적 무게중심을 낮춘 안정적인 장비를 새로이 디자인하였습니다.
출력 기초거푸집
아파트 문화 중심의 한국은 단독주택이 그리 큰 비중이 되지 않습니다. 일본이나 미국 같은 외국은 단독주택 문화입니다. 특히, 목구조를 모듈화한 목조주택입니다. 2 주면 건축물 시공이 마무리됩니다. 그런데, 기초는 RC 콘크리트 기초를 사용합니다. 이 기초의 거푸집을 3D 프린팅으로 영구거품집을 출력하여 사용하려는 노력이 저희를 비롯해 여러 곳에서 10여 년 전부터 시도되었습니다. 이 장비를 이용한 기초 거푸집은 한국보다는 미국이나 일본에서 먼저 적용이 시도될 것 같습니다. 이런 거푸집 시공을 위해 장비 설치 높이보다 낮은 프린팅이 필요합니다.이를 구현하기 위해 헤드의 높이를 낮추는 개념을 적용하였습니다.
장비의 쉽게 이동하기 위해서는 40피트 컨테이너 보다 작아야 합니다. 보편화된 모든 운송수단이 이보다 크지 않습니다. 장비를 폴딩 하면 컨테이너에 들어가는 사이즈가 됩니다.
건설용 3D프린터는 공장 바닥에 고정한 설비에서 바퀴 달고 현장을 돌아다니는 장비로 변화하였습니다. 컨테이너에 들어가는 사이즈의 바퀴폭은 12M의 로봇팔의 무게중심을 안정적으로 지탱하기 어렵습니다. 이를 해결하고자 4륜 구동 이동과 조향이 가능한 유압 바퀴를 적용하였습니다. 차체 폭이 늘어나 무게중심을 넓게 확보할 수 있는 변형 구동 축을 적용하였고, 유압 트리거로 자세를 제어합니다.
한국의 건설환경에 맞는 새로운 접근이 어떤 결과를 도출할지 기대됩니다.
마션케이의 새로운 도전은 계속됩니다.