건축용 3D 프린터 전망; 美육군 공병단 건축용 혼합재를 발명하다

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국방부 산하 연방기관 소속의 육군 공병단이 3D 프린터로 출력 가능하며 기존 재료들보다 견고한 특성을 가지는 콘크리트 혼합 재료를 발명하고 특허를 얻었습니다.

3D 프린팅 기술은 산업에 활용되기 시작한 지는 얼마 되지 않았지만 이론 자체가 출범한 지는 30년이 넘은 기술입니다. 새로운 재료들이 속속 만들어짐과 동시에 산업에 활발하게 적용되기 시작했고 이를 통해 기존 공법으로는 완성하기 어려웠던 복잡하고 형이상학적인 디자인들을 완성할 수 있었습니다. 건축 분야도 마찬가지로 이 기술을 활용하여 세계 곳곳에서 새로운 공법과 새로운 방식으로 지어진 건물들이 등장하고 있는데요. 미 육군 공병단(USACE / The U.S. Army Corps of Engineers)도 그 속도에 뒤처지지 않기 위해 분주한 것으로 보입니다.

세계 여러 나라, 다양한 지역에서 작전을 수행하고 근무를 해야 하는 미군의 여건상 필요에 따라 빠르게 진지를 구축하는 것은 필수이며 진지의 안정성 역시도 매우 중요한 문제일 것입니다. 그렇기 때문에 그러한 문제를 해결하기 위해 미군에서는 3D 프린터를 이용해 다양한 연구와 시도를 하고 있죠. 현재 세계 곳곳에서 진행되는 3D 프린팅 건축을 보면 많은 경우 재료로서 콘크리트가 아닌 시멘트를 많이 사용합니다. 콘크리트를 사용할 경우, 비균일 혼합물(Non-homogeneous composition)이라는 특성상 기계에 걸리는 현상이 발생하기 때문이죠.

하지만, 미 육군 공병단은 시멘트보다는 뛰어난 강도를 갖고 있는 콘크리트 건축물을 건설할 필요가 있었습니다. 그래서 결국, 공병단은 3D 프린터로 출력 가능한 새로운 콘크리트 혼합물을 제작해냈습니다. 이 재료는 골재, 굵은 모래, 미세 모래, 결합제, 플라이애쉬 혼합물, 실리카 퓸 혼합물 등의 고체, 액체 혼합물과 물을 설계된 비율대로 혼합하여 제작되었습니다. 액체 혼합물에는 유동 제어, 수축 감소, 가소제, 촉진제 등의 혼합물이 포함되어 있습니다. 고체 혼합물의 경우 사전 포장이 가능하기 때문에 현장에서 물과 액체 혼합물에 섞어 바로 사용할 수 있습니다.

이 재료를 이용해 3D 프린터로 출력하면 미 육군 공병단에서 요구하는 수준의 강도를 가진 건축물을 건축할 수 있습니다. 미군에서는 앞으로 이 공법을 활용하여 작전 간 군용, 민간용 진지 구축 가속화, 훈련 시설 개선 등에 활용할 것으로 알려졌습니다.

참고 3DERS

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