현대ENG, 로봇·3D프린팅 접목 '비정형건축 신기술' 개발

현대엔지니어링(현대ENG)이 비정형 건축분야서 혁신적 기술을 확보하고 시장선점에 나섰다.

현대ENG는 25일 비정형 건축구조물 시공을 위해 초고성능 콘크리트(UHPC)를 재료로 철근 적측형 3D프린팅과 로봇을 활용한 거푸집 제작 기술을 개발, 관련 특허를 출원했다고 밝혔다.

이번 기술은 현대ENG와 삼표가 공동으로 개발했으며 건축 로봇솔루션 스타트업 'BAT'가 로봇구동 프로그램에 참여했다.

현대ENG는 2018년 개발에 착수한후 2년여간의 연구끝에 UHPC와 로봇·3D프린팅을 기반으로 한 3D프린팅 비정형 건축물 시공기술을 확보하는데 성공했다.
 
이를 활용한 주요 건설기술로는 국내 최초 3D프린팅 비정형 철근제작을 비롯해 로봇을 이용한 스티로폼(EPS) 거푸집 제작, 3D스캐닝 정밀도 검측 및 BIM이 있다.

일반 건축물은 직선으로 이뤄진 반복적 형태를 갖고 있어 거푸집 제작 및 콘크리트 타설이 용이한 반면, 독창적 형태를 갖고 있는 비정형 건축물은 복잡한 곡면과 유선형이 포함돼 있어 높은 난이도 시공능력이 필요하다.

비정형 건축물 시공의 중요요소는 거푸집 설치와 균열보강. 기존 시공방식은 비정형 형상에 맞춰 철근을 일일이 가공해 사용하거나, 콘크리트 균열을 제어하기 위해 강섬유를 사용해 특수 거푸집을 제작해 왔다.

하지만 강섬유 노출에 의한 부식발생과 거푸집에 의한 품질저하 문제가 늘 뒤따랐다.

그러나 이번에 개발된 시공기술은 금속 3D프린팅 기술로 구조물 형상에 따라 철근을 비정형 형태로 적층 제작하고, 6축 다관절 로봇이 EPS를 절삭·밀링 가공해 오차를 최소화 했다.

철근과 거푸집 제작과정은 3D GUI를 통해 모니터링할 수 있으며 전체 공정 시공과정과 개선점은 BIM기술을 이용해 쉽게 파악할 수 있다.

이에따라 기존 제작방식 대비 시간이 획기적으로 단축되고 오차가 거의 없는 정밀시공이 가능해졌다.

현대ENG와 삼표는 기술개발 성과를 검증하기 위해 다양한 곡선으로 이뤄진 폭 2.5m×길이 5.0m×높이 3.5m×두께 50mm 크기의 비정형 구조물을 직접 시공, 성과를 점검했다. 그 결과 시공오차는 ±2.5mm 이내로 확인됐다.

현대ENG는 비정형 건축물 시공기술 개발을 계기로 BIM, 금속 3D프린팅, 로봇·3D스캐닝 등 후속 기술개발에 박차를 가할 예정이다.

현대ENG 관계자는 "4차산업혁명의 주요기술을 활용한 건설 신기술개발로 세계적으로 확대되고 있는 고강도 비정형 건축물 제작역량을 확보했다"며 "비정형 PC 외장재와 공동주택 문주 특화시공 등 당사의 특화상품개발 및 적용을 확대해 나가겠다"고 말했다.