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ISSN : 1598-4095(Print)
ISSN : 2287-7401(Online)
Journal of The korean Association For Spatial Structures Vol.15 No.3 pp.61-68
DOI : https://doi.org/10.9712/KASS.2015.15.3.061

Status and Direction of Development on the 3D Printing Technology for BRP(Building Rapid Printing)

Dong-Hyun Kim*, Jae-Hong Lee**
*Department of Architecture, Sejong University
**Department of Architectural Engineering, Sejong University
Corresponding author, Member, Architectural Engineering, Sejong University professor, Ph.D. Department of Architectural Engineering, Sejong University Tel: 02-3408-3287 Fax: 02-3408-4331 jhlee@sejong.ac.kr
June 16, 2015 July 17, 2015 July 27, 2015

Abstract

A study on BRP(Building Rapid Printing) technology is in an initial stage although general 3d printers are being developed in a great speed and with fruitful outputs. Even some laboratories in advanced countries have difficulties in their research due to many technological restrictions and have not produced a practical output yet. This paper proposed distinct directions in which the research of this aera should be developed and this manifested four areas - printing speed, reinforcing tech, material tech and nozzle tech and those areas were proposed with concrete development alternatives and objects.


건축물 신속조형을 위한 3D 프린터 기술 현황 및 개발방향

김 동 현*, 이 재 홍**
*정회원, 세종대학교 건축학과 부교수
**교신저자, 정회원, 세종대학교 건축공학과 교수, 공학박사

초록


    Ministry of Land, Infrastructure and Transport
    15CTAP-C077284-02

    1.서론1)

    1.1.3D 프린팅 기술 현황

    3D 프린팅(3D Printing)은 신기술 혹은 근래에 언급된 차세대 기술이 아니다. 3D 프린팅, 즉 적층 가공기술(Additive Manufacturing, AM technologies) 및 관련기술은 이미 1980년대부터 시작되어 발전되어 왔으나 국내에서 대중들에게 큰 주목을 받지 못했다. 1980년대 초, 미국의 찰스 W. 헐 (Charles W. Hull) 박사는 광경화성 수지 적층방식 인 스테레오리소그라피(SLA: stereolithography) 기 법을 고안한 뒤 1986년 특허 등록 후 회사를 창립, 상업용 장비를 출시하게 된다1).

    국내에서 3D 프린터(3D Printer)라는 용어조차 생소했을 때 즈음 미국의 버락 오바마(Barack Obama) 대통령은 2013년 2월 의회 연두교서에서 3D 프린터의 파급력 있는 잠재력을 언급하면서 3D 프린팅 기술의 허브를 증설하고 이를 통해 제조업 혁신을 추진하겠다는 비전을 제시한다. 이 영향으로 2014년, 국내 정부부처는 또한 3D 프린터 기술에 대한 대규모 연구지원 사업 계획2)을 발표하고 중요 성을 언급하였으며, 방송사 및 신문사는 앞 다투어 3D 프린터 산업에 대한 뉴스 및 다큐멘터리를 주기 적으로 방송하게 된다.

    1.2.건축용 3D 프린팅 기술 현황

    이 시기에 건축 분야는 3D 프린터 적용 가능한 산업분야 중 극히 미미한 위치를 차지하고 있었으 며, 그 또한 건축모형분야에 한정하여 주목을 받고 있었다. 3D 프린터 산업이 대중에게 큰 관심을 얻 고 있을 무렵 2014년 3월, 네덜란드에 순방 중이였 던 미국의 버락 오바마 대통령은 당시 암스테르담 시장의 초청으로 3D 프린터를 이용한 건축물 구축 프로젝트인 ‘3D PRINT CANAL HOUSE’ 전시장에 방문하게 된다. 미국 대통령의 방문으로 인해 프로 젝트를 진행하던 네덜란드의 DUS Architects는 전 세계적으로 큰 주목을 받게 되고 차세대 건축기술 로 3D 프린터를 사용한다는 점에서 선두업체로 인 식되었다. 하지만 DUS Architects에서 개발한 건축 용 3D 프린터 카머메이커(Kamermaker)<Fig. 1(a)>는 가열된 노즐을 사용하여 플라스틱 조형 재료 <Fig. 1(b)>를 녹여 쌓아 올리는 방식인 FDM(Fused Deposition Modeling) 기법을 사용하 였으며 완성된 형태 또한 건축물이 아닌 의자 혹은 조형물에 그쳤다. 오히려 2000년대 후반부터 이미 다수의 연구그룹에서 3D 프린팅 기술을 실제 건축 분야에 적용하려는 노력이 이어지고 있었으며, 개념 정립단계부터 실제 콘크리트를 프린팅 하는 기술을 재현해낸 단계까지 전 세계적으로 폭 넓게 빌딩 프 린팅(Building Printing) 기술을 발전시키고 있었다.

    본 논문에서는 건축물 신속조형을 위한 3D 프린 터의 기술 현황 및 개발방향에 대해 논의하고자 한 다. 2장에서는 현재 3D 프린터 기술 자체에 초점을 맞춘 업계 용어 중 건축분야 입장에서 필요한 것을 선정하고 선두 연구그룹이 사용하고 있는 용어를 추 가로 정의한다. 아울러 건축용 3D 프린터를 구성하 기 위해 필요한 요소기술을 선정하여 서술하였다. 3 장에서는 전 세계적으로 빌딩 프린팅관련 프로젝트 를 수행하고 있는 연구그룹을 소개하고 그들의 핵심 기술을 분석하였다. 4장에서는 이를 바탕으로 한 빌 딩 프린팅 기술의 개발 및 실용화 방안을 제안한다.

    2.주요용어와 요소기술

    2.1.빌딩 프린팅을 위한 주요용어

    3D 프린팅 기술은 과거 신속조형(RP: Rapid Prototyping)기술이란 용어로 병행하여 쓰였으며 이 신속(Rapid)이라는 용어에 주목할 필요가 있다. 건축분야는 대부분 프리캐스트(Precast) 부재를 공 장에서 제작하여 현장에 설치하는 공법에서 공기단 축 효과를 보았다. 이 외에 공장에서 생산된 단위모 듈 구조체를 현장에서 조립하여 시공하는 모듈러 (Modular) 공법을 통해 급속 시공효과를 얻을 수 있었다4). 하지만 현장에서 직접 프린팅 한다는 개념 은 불과 몇 년 사이에 급속히 거론되었으며 3D 프 린팅 산업의 주목과 동시에 폭발적인 관심을 받고 있다.

    미국재료시험협회(ASTM International)에서는 2009년 표준화위원회 F42를 구성하고 3D 프린터와 관련 기술을 ‘적층가공기술’이란 용어로 확정한 뒤 이에 대한 기준을 통일화 하는 작업에 착수했다. 우 선 적층가공기술을 이용하여 구조물을 구축하는 것 에 대한 용어는 빌딩 프린팅으로 선정할 수 있다. 빌딩 프린팅 기술로 구축한 구조물은 ‘3D printed building’, ‘3D printed structure’ 혹은 ‘3D printed house’로 명명할 수 있다<Fig. 2>.

    속도 측면에서 본다면 건축용 3D 프린터를 사용 하여 빠른 시간 내에 건축물을 완성하는 일련의 과 정을 빌딩신속조형(BRP: Building Rapid Printing) 혹은 앞서 언급한 ‘Rapid Prototyping’을 사용하여 ‘BRP: Building Rapid Prototyping’이라는 용어로 대변할 수 있다.

    재료를 적층하여 구조물을 구축하는 측면에서는 경사기능재료(FGMs: Functionally Graded Materials) 용어를 언급할 수 있다. 경사기능재료는 조성이 서로 다른 재료를 적층하여 복합재료 부재 를 구성할 시에 이질재료 간의 잔류응력으로 인해 탈락되는 것을 방지하고자 개발된 진보 기술로 두 재료의 가장 적합한 특성을 병합하는 형식을 말한 다. 건축 부재는 건물의 내 ․ 외부 환경의 차이로 인 해 벽체 내 ․ 외부의 표면에 서로 다른 특성을 요구 하는 경우가 있으며, 부재의 특정 면에 강화된 내화 성능을 요구하는 경우도 있다. 이런 경우 빌딩 프린 팅의 재료 분사기술을 특화시킨 뒤 적절한 조건을 부가하며 구조물을 구성한다면 건축물에 적합한 경 사기능재료를 기대할 수 있다.

    마지막으로 3D 프린터를 구동할 때 사용하는 파 일형식에 대한 용어를 서술한다. 3D 프린팅은 캐드 (CAD) 프로그램으로 형상화 한 3차원 모델에 대한 STL파일을 G-코드 파일(G-code file)로 변환해주는 작업이 필요하다. STL(Standard Tessellation Language)은 3D Systems 업체에서 개발한 3D 프 린터용 캐드 소프트웨어 파일포맷으로 일명 슬라이 서(Slicer) 소프트웨어를 사용하여 3차원 모델을 얇 은 층으로 나누어 주는 과정을 수반해야 한다. 이 때 변환되는 파일이 G-코드 파일이며 이 G-코드 파 일을 사용하여 3D 프린터가 구조물을 인쇄하는 과 정을 제어한다.

    3D 프린팅 기술이 건축분야에 대한 적용이 아직 은 미미하여 빌딩 프린팅 분야의 특정 기술을 대변 하는 용어에 대한 요구가 그리 많지 않다. 추후 빌 딩 프린팅 기술이 지속적으로 발전하여 대중적인 인식이 급증한다면 용어 통일 및 목록 작업이 필요 하며, 국내에서도 외국어로 구성된 단어에 대한 한 글 용어 정립이 꼭 필요하다 하겠다.

    2.2.요소기술

    시멘트 모르타르와 같은 습윤 건축 재료를 압출 (Extrusion)하여 적층하는 방식을 채택할 시에는 다 음과 같은 네 가지의 특성이 요구된다<Table 1>5).

    <Table 1>의 네 가지 특성을 살펴보면 빌딩 프 린팅에 대한 요소기술을 추출할 수 있다. 우선 Pumpability에 대응하는 것으로 이송 시스템 자체 의 압송성과 이를 제어하는 3D 프린터의 소프트웨 어 알고리즘 기술이다. 두 번째 Printability는 압출 기능을 담당하는 노즐 기술로 대응할 수 있으며 적 층 과정 또한 3D 프린터의 소프트웨어 알고리즘으 로 제어한다. 세 번째 Buildability는 재료기술로 대 응할 수 있는데, 시멘트 모르타르와 같은 습윤 재료 는 출력 시 하단 층과 상단 층이 최적의 조건으로 적층되어야만 부재로의 역할이 가능하도록 일체화 할 수 있으며 양생완료 시까지 자중 및 외부하중에 의해 전도되지 않도록 해야 한다. 이 모든 조건이 완벽하게 구비되었을 때의 시간이 프린팅 가능 시 간이며 이는 구조물의 크기 및 재료공급 상황에 따 라 변동될 수 있다.

    3.빌딩 프린팅 프로젝트 현황

    현재 다수의 연구그룹에 의해 빌딩 프린팅에 대 한 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 빌딩 프린 팅 프로젝트 중 자체 제작한 건설용 3D 프린터를 보유하고 직접 재료를 분사하여 가시화된 모델 혹 은 구조물을 구현하고 최종 목표를 거주용 주택으 로 하고 있는 프로젝트에 한정하여 총 네 그룹을 선 정하였다.

    3.1.중국: Giant 3D printer

    중국의 WINSUN 건설업체는 ‘Giant 3D printer’ 라 명명한 건설용 3D 프린터<Fig. 3>를 구축하고 시험 주택 프로젝트를 수행하였으며 10가구로 구성 된 시험 단층주택 단지, 복층 빌라, 대규모 단층 빌 라, 5층 아파트 총 4개의 프로젝트를 완료 하였으며 혹은 진행 중이다.6)

    WINSUN은 모든 프로젝트에 벽체를 모듈화 하 여 출력한 뒤 현장에서 조립하는 조립화 공법을 적 용하였다<Fig. 4(a)>. 이는 마치 공장제작한 대형판 프리캐스트 부재를 현장에서 조립하는 대형판 조립 식 구조의 형식을 띤다. 공장에서 프리캐스트 벽체 모듈을 제작할 시에 대규모 3D 프린터를 사용함으 로 기존의 공장제작 과정에서 필요한 형틀제작, 타 설, 탈형, 양생과정을 생략하여 제작과정을 단순화 할 수 있다.

    또한 WINSUN은 벽체의 소요강도를 위해 벽체 내에 철근보강을 추가로 작업하였다<Fig. 4(a)>. 대 형판 조립식 구조와 마찬가지로 3D 프린터를 사용 하여 제작한 부재를 현장에서 설치할 시에는 현장 타설 철근콘크리트 내력벽 구조물에 비하여 접합부 의 구조성능이 확연히 떨어질 수 있으므로 지진과 같은 횡력에 대한 저항요소를 확보해야 한다.

    3.2.미국: Contour Crafting

    미국의 서던캘리포니아대학교(USC: Unversity of Southern California)의 Behrokh Khoshnevis 교수 연구팀은 로봇시공시스템(Robotic Construction System), 일명 컨투어 크래프팅(CC: Contour Crafting) 프로젝트를 수행하고 있다. 본 연구팀이 정의하는 Contour Crafting이란 로봇 팔과 압출 노 즐을 사용하여 재료 적층 및 보강이 가능한 기술을 뜻한다7).

    본 연구팀이 제안하는 빌딩 프린팅 기술의 최종 적인 목표는 3D 프린터를 이용하여 전체 구조물을 연속적으로 출력하는 시스템이며 이에 대한 개념도 <Fig. 5(a)>를 제시하고 있다. 또한 연구팀은 컨투어 크래프팅 시스템을 이용하여 달에 거주용 빌딩<Fig. 5(b)>을 건설하는 계획이 담긴 연구논문을 발표하 였다8).

    컨투어 크래프팅 시스템의 데모버전은 진흙, 석 고, 콘크리트 재료를 대상으로 한 재료압출기술과 노즐에 중점을 두었다. 초기에는 세라믹 재료를 압 출 ․ 성형 시 부재의 표면을 매끈하게 하는 가이드 를 노즐 끝에 장착하는 형태로 제작하였으며, 시멘 트 모르터르 재료 출력을 위한 몰드를 사용하기도 하였다.

    컨투어 크래프팅 연구진이 제안하는 바와 같이 전체 구조물을 연속적으로 출력하는 시스템을 구축 하기 위해서는 해결해야 할 과제가 산재해 있으며, 이를 해결하기 위해 시공 전 과정에 대한 지속적인 연구가 수반되어야 한다.

    3.3.이탈리아: D-shape

    이탈리아 발명가 Enrico Dini는 디-쉐이프 (D-shape)라 명명한 건축용 3D 프린터를 개발하였 다<Fig. 6(a)>. 디-쉐이프는 새로운 재료를 사용하여 또 다른 형태의 석조 건물을 완성하는 로보틱 빌딩 시스템(Robotic building system)이다9). 본 시스템 은 모래나 활석가루(Stone powder)와 같은 과립물 질(Granular material)을 적층함과 동시에 바인더 (Binder) 재료 혹은 촉매제(Catalyst)를 층과 층 사 이에 분사하여 부재를 완성시키는 방식이므로 모르 타르와 같은 습윤 재료를 사용하는 다른 시스템과 다른 형식을 갖는다<Fig. 6(b)>10). 때문에 프린팅 속 도가 비교적 느리며 표면이 거칠게 표현되는 대신 부재의 강도가 높고 Free Form 형태의 표현이 자유 롭다.

    3.4.영국: Concrete Printing

    영국 러프버러대학교(Loughborough University) 의 리처드 버스웰(Richard Buswell) 교수 연구팀은 건축 부재 제작을 위한 대형 3D 프린터<Fig. 7>를 개발하였으며 이를 사용하여 콘크리트 프린팅 (Concrete Printing) 기술을 연구를 수행하고 있다11).

    콘크리트 프린팅의 구동형식은 앞서 언급한 중국 과 영국의 경우와 마찬가지로 시멘트 모르타르를 압출하여 적층하는 방식이다. 이 방식은 시멘트 모 르타르 출력 후 구조물 보강에 대한 후처리를 요한 다. 본 프로젝트는 구조물을 출력하는데 앞서 고성 능 프린팅 콘크리트를 위한 프린팅재료의 배합에 중점을 두었다. 여러 배합의 물성치 및 압출성능 등 을 놓고 각 배합의 특성에 대한 비교분석을 수행하 였다12, 13).

    3.5.각 프로젝트의 특성 비교

    앞서 서술한 모든 프로젝트는 프린터 크기에 따라 제작할 수 있는 부재 혹은 구조물의 크기가 제한된 다. 또한 디-쉐이프를 제외한 세 개의 프린터는 모 두 습윤 재료를 압출하여 적층하는 형식을 가진다. 이는 출력 재료의 특성에 따라 앞서 제시한 요소기 술의 네 가지 Pumpability, Printability, Buildability, Open time이 크게 좌우된다 할 수 있 다.

    디-쉐이프를 제외 한 세 개의 프린터는 보강을 위 한 후처리를 요한다. 아직 현재 기술로는 시멘트 모 르타르만 출력하여 구조물을 구성하는데 있어 횡력 저항 및 중력 저항에 무리가 있으며, 철근 혹은 보 강 요소의 힘을 빌릴 수밖에 없다.

    중국 프로젝트의 경우 3D 프린터를 사용하여 부재 를 제작한 뒤 현장에서 접합하는 조립식 방식을 채 택하였다. 디-쉐이프시스템은 일체화 출력을 지향하 고 있으며 컨투어 크래프팅 연구진 또한 아직은 개 념도 제시 뿐 이지만 일체화 출력을 목표로 하고 있 다. 콘크리트 프린팅 시스템은 현재 재료배합 및 보 강기술에 초점을 맞추고 있다. 각 프로젝트에 대한 비교를 <Table 2>에 나타내었다.

    4.현안 및 개발 방향

    4.1.현안

    현재 건설용 3D 프린터 기술현황을 살펴 본 결 과 3D 프린터 기술이 실구조물 적용으로 이어지기 위해서는 아래와 같은 여섯 가지의 문제점을 해결 해야 한다.

    (1)크기

    : 우선 3D 프린팅 기술로 출력하려는 구조물의 목표 크기를 정한 후 개발방향을 설정해야 한 다. 분할 출력하여 조립식 구조물로 가는 방식 과 현장에서 일괄 출력하는 방식으로 나뉘어 설정할 수 있으며 이에 더하여 단층 및 복층, 연면적 등을 고려하여 목표를 설정해야 한다. 크기에 따라 요소기술 개발방향이 달라질 수 있으나 컨투어 크래프팅 연구진이 제안한 연구 방향처럼 궁극적으로 구조물 전체출력을 목표 로 삼아야 할 것이다.

    (2)제작

    : 건설 재료를 3D 프린터로 분사하기 위해서는 제작 방식에 대한 요소기술 개발이 우선 수반되 어야 한다. 이를 위한 핵심기술 중 하나는 노즐 이라 할 수 있다. 앞서 언급한 프로젝트에서도 살펴본 바와 같이 재료 분출구에 장착한 노즐에 따라 재료의 압출특성 및 완성품의 표면이 달라 진다. 노즐은 ‘Open time’동안 재료 분사의 역 할을 수행해야 하며, ‘Open time’이 끝나면 습 윤 혹은 과립 재료가 더 이상 흐르지 않도록 하 는 역할을 수행해야 한다. 또한 요구하는 구조 물의 표면을 위해 가이드 혹은 표면처리 장치를 장착해야 한다. 또한 노즐뿐만 아니라 현장에 직접출력을 실현하기 위해서는 크기문제를 해 결하는 제작방식, 다음에 나오는 구조 안정성을 구현하는 제작기술 등의 여러 요소기술이 현안 과제로 남아있다.

    (3)속도

    : 3D 프린터를 건설현장에 적용하려는 가장 큰 이유 중 하나는 신속조형이다. 철근배근, 거푸 집 설치, 타설, 탈형, 양생 등 구조물을 구축하 는 일련의 과정을 빌딩 프린팅이라는 하나의 과정으로 대체했을 때 현 시공기술을 뛰어넘는 혁신 기술이 되기 위해서는 재료 분사 속도가 큰 역할을 차지한다. 이를 위해 일반 시공속도 와 비교해 경쟁력 있는 신속프린팅 기술이 수 반되어야 한다.

    (4)재료

    : 빌딩 프린팅 기술이 실현화되기 위해서는 3D 프린터 자체 기술을 개발하는 동시에 프린팅 재료 기술에 대한 연구가 동시에 수반되어야 한다. 시멘트 모르타르를 프린팅 재료로 사용한 다면 현재 거푸집에 타설하는 배합으로는 프린 팅 하는데 무리가 있다. 재료 자체만으로 각 층 의 병합에 문제가 없어야 하며, 분사속도와 프 린팅 대상의 형태에 따라 분사된 재료가 크게 영향을 받는다. 또한 구조 안정성 문제를 고려 해 볼 때 강도 및 강성확보가 가능한 프린팅용 신소재 개발이 필요하다 하겠다.

    (5)구조

    : 앞서 살펴본 현재 기술력은 시멘트 모르타르 출 력 후 철근 배근 혹은 기타 보강기술을 요한다. 컨투어 크래프팅 연구진은 보강과정 또한 로봇 이 대체할 수 있다고 제안한다. 보강이 필요 없 이 자중 및 외부하중을 견딜 수 있는 재료기술 에 초점을 맞추는 방안, 이와는 반대로 보강기 술에 초점을 맞추는 방안 모두 가능하다. 하지 만 보강을 수반하는 프린팅 기술이라면 현재 시 공과정을 충분히 혁신할 만한 기술을 개발해야 할 것이다.

    (6)설계

    : 현재 시공기술 중 가장 급속 시공효과를 보고 있는 모듈러 공법은 직 육면체의 유닛 구조물이 대부분이다. 기본 유닛을 조합하여 건축물을 구 성하는 방식의 모듈러 공법은 자칫 구조물의 형 태가 일률적이고 단순화 될 수 있는 우려가 있 어 이를 위해 수직 및 수평조합의 변화를 통해 다양한 설계를 구현하고 있다. 현재 우리나라의 경우 도심지 대부분의 거주형태가 아파트인 대 량생산(Mass-production) 시대에 살고 있다. 하 지만 최근 사회 전반적으로 단순히 주거개념의 주택을 요구하기 보다는 삶의 질에 대한 욕구 중 하나로 거주자의 라이프 스타일을 반영하고 자 하는 경향이 두드러지고 있다. 3D 프린팅 건 축물은 거주자 각자의 요구를 반영하는 대량 사 용자화(Mass-customization) 시대를 구현할 수 있으므로 결국 이를 위해 다양한 사용자의 기호 를 반영한 설계시스템을 개발해야 한다<Fig. 8>.

    4.2.특허동향

    현재 건설용 3D 프린터 핵심부품 및 프린팅 알 고리즘의 원천기술 분야의 경우 기본적인 컨셉과 사용화 가능 기술에 대한 다수의 특허 출원이 중국 을 중심으로 발생하고 있다<Fig. 9>. 본 기술은 태 동기에서 발전기로 진입하는 단계로 다른 3D 프린 팅 기술에 비하여 특허 장벽이 높지 않다. 또한 현 재 특허 상황은 중국 업체를 중심으로 특정 주체에 의해 주도되고 있으며 모두 중국 국내특허로 분석 되었다. 이에 대해 구체적인 특허 분석 및 회피 방 안을 도출하고 신규 특허 창출 전략을 수립하면 본 기술력에 대한 선도적인 지위를 가질 수 있을 것으 로 예측된다. 특히 3D 프린팅 기술의 건축 분야 적 용은 상용화 및 특허 포트폴리오 구축이 아직까지 미흡한 수준으로 이에 특화된 기술 개발 시 향후 유 망 기술로 연구개발 가치가 높은 분야로 예측된다.

    4.3.개발 방향

    앞에서 살펴본 여섯 가지 현안에 대비하여 제시 하는 원천 기술은 아래와 같다.

    구조물의 전체 출력을 위해서는 목표로 하는 크 기보다 더 규모가 큰 3D 프린터를 요한다. 이에 대 응하는 원천기술 중 한 가지는 케이블 구동방식의 프린팅 시스템을 제시할 수 있다. 원하는 부재에 포 스트를 설치한 뒤 케이블 시스템으로 이동되는 노 즐을 구현한다면 다양한 구조물 크기에 대응할 수 있는 유연한 3D 프린터를 재현할 수 있다. 또한 제 작 및 속도 문제는 프린터 노즐 기술로 대응할 수 있으며, 구조적 안정성 문제는 재료기술로 대응할 수 있다. 이처럼 <Table 3>에서 제시한 원천 기술 이외에 현안을 해결하는 방안부터 접근해 가는 형 태로 개발을 진행한다면 빠른 시기 내에 선도적인 지위에 도달할 수 있을 것이다.

    5.결 론

    본 논문에서는 현재 활발히 전개되고 있는 3D 프 린터의 미개척 활용분야로서 건축물 신속 프린팅을 대상으로 이를 실용화하기 위해 필요한 구체적인 개발방향을 제시하였다. 개발방향을 도출하기 위하 여 전 세계 동일분야에서 가장 앞서가고 있는 연구 를 조사, 분석하였으며 이를 통해 향후 3D 프린터 가 건축분야에 도입될 경우 가장 먼저 개발되어야 할 현안을 여섯 가지로 제시하고 각 분야별로 구체 적인 개발대상과 목표를 제시하였다는데 본 논문의 의의가 있다고 할 수 있다.

    Figure

    KASS-15-61_F1.gif

    3D printer of DUS Architects3)

    KASS-15-61_F2.gif

    Illustration of a concept and terms for the building printing

    KASS-15-61_F3.gif

    The giant 3D printer6)

    KASS-15-61_F4.gif

    The technologies of WINSUN6)

    KASS-15-61_F5.gif

    Contour Crafting system8)

    KASS-15-61_F6.gif

    D-Shape system10)

    KASS-15-61_F7.gif

    Concrete Printing system12)

    KASS-15-61_F8.gif

    Development direction of design for BRP

    KASS-15-61_F9.gif

    Top key players’ patent applications (2010-2014)

    Table

    Four key characteristics of wet-process AM

    Comparison of 3D printing system which aim to build residential building

    Original technologies for BRP

    Reference

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