과연 플라스틱으로 육교를 만들 수 있을까?

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대형 이동식 3D 프린터 콜로서스AI와 3D 프린터를 융합하여 산업용 대형 3D 프린터를 제작한 에이아이 빌드섬우드의 엘셈 3D 프린팅 등 요즘 들어 다양한 용도와 목적을 내세운 대형 3D 프린터들의 활약이 지속되고 있는데요. 스케일로 둘째가라면 서러울 나라 중국에서 또 다른 대형 3D 프린터로 세계에서 가장 크고 긴 플라스틱 육교를 만들고 있어서 화제가 되었습니다.

 

 

해당 프로젝트를 진행하는 업체는 상하이 건설그룹(Shanghai Construction Group: SCG)으로 세계에서 두 번째로 큰 빌딩인 상하이 타워를 건설했으며 상하이에 세계에서 가장 큰 지하철 시스템을 구축한 그룹입니다. 이 육교가 완성된다면, 길이는 총 15미터에 이르고 무게는 5,800kg에 달할 것으로 예상됩니다. 이 프로젝트는 출력하는 데에만 총 30일이 소요된다고 하네요. 이 다리를 출력하는 데 사용되는 플라스틱 3D 프린터는 최대 24미터 길이, 4미터 너비, 1.5미터 높이까지 출력이 가능합니다. 폴리메이커(Polymaker) 측에서 제공한 마케팅 영상에 따르면, 얼티메이커(데스크탑용 FDM 3D 프린터) 6,060대에 달하는 출력 크기라고 하네요. 해당 3D 프린터는 Shenyang Machine Group에서 제작하였으며 약 30억 정도의 금액이 든 것으로 알려졌습니다.

재료로 사용된 ASA(Acrylonitrile Styrene Acrylate) 플라스틱은 폴리메이커 제품으로 내후성(Weather Resistance)과 내약품성(Chemical Resistance)이 뛰어나며 열에 강하고 단단한 특성을 지니고 있습니다. 폴리메이커는 ASA 소재의 견고성을 테스트하기 위해 5미터 크기의 모형 다리로 실험했으며, 해당 다리는 13톤 혹은 평방 미터 당 4명의 사람까지 지탱할 수 있었다고 합니다.

 

 

제작 과정의 특징은 출력 후 플라스틱이 굳어가는 과정 중 휘는 것을 방지하고 각종 먼지로부터 오염되는 것을 막기 위해 내부 온도 38° C의 거대 텐트 내부에서 작업이 이루어진다는 것이며 출력한 부분은 다음 출력 전까지 담요로 덮어놓습니다. 출력 간 사용되는 플라스틱의 12.5%는 유리 섬유로 구성되어 있는데요. 그렇기 때문에 더 튼튼한 강도를 유지할 수 있게 돕는 동시에 출력 후 플라스틱이 더 서서히 굳도록 돕습니다. 또한 워낙에 거대한 제품을 출력하기 때문에 한 레이어를 출력한 뒤 그 레이어 위에 다시 재출력을 할 때쯤이면 이미 그 출력 부는 차갑게 식어버린 상태일 경우가 많은데요. 그러한 상황을 해결하기 위해 프린터의 익스트루더 주변에는 600° C의 핫 에어건 4개가 장착되어 있습니다.

 

 

출력 과정의 또 다른 특징은 익스트루딩 과정에서 이루어지는데요. 이미 눈치채신 분들도 계실 겁니다. 바로 출력 후 다져주는 과정이 있다는 것입니다. 이런 과정은 일반적인 3D 프린팅 과정에서는 이루어지지 않는데요. 이 대형 3D 프린터의 익스트루더는 원형으로 생겼고 그에 따라 출력물도 원형으로 출력이 이루어집니다. 일반적인 소형 3D 프린터는 노즐의 사이즈가 워낙에 작기 때문에 어떤 식으로 쌓든 문제가 되지 않지만 이 대형 프린터처럼 노즐 크기가 5mm로 크다면 원형 그대로 출력하면 적층하는 과정에 문제가 생길 것입니다. 그 문제를 출력 후 다져주는 과정을 도입함으로써 해결한 것이죠. 다소 고전적인 방법이지만 때론 이런 방법이 최적의 해결책이 됩니다.

 

 

이 대형 육교는 상하이 혁신의 허브로 불리는 타오푸(Taopu)의 공원에 설치될 예정이며 출력 후 조립되는 것이 아닌 통째로 출력 후 배송, 설치될 예정이라고 하네요. 앞으로 약 35일 뒤면 설치가 마무리될 것이라고 하는 이 다리는 앞으로 30년간 사용할 수 있을 것으로 기대됩니다. 대형 3D 프린터는 계속해서 커져가며 빨라지고 있는데요. 가까운 미래에 작은 빌딩 크기의 초대형 3D 프린터가 등장하지 않을까 조심스레 예측해봅니다.

참고 3DERS / POLYMAKER

 

 

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