현대건설, 3D프린팅 '비정형 거푸집' 시공기술 확보...오차도 최대 0.001㎜ 정밀

현대건설이 대형복합소재 3D프린팅을 활용해 비정형 시공기술 선점에 나섰다.

현대건설은 대형 3D프린팅 전문기업인 ㈜쓰리디팩토리와 함께 2019년부터 복합소재 3D프린팅 연구에 착수, 비정형 거푸집 제작기술을 확보하고 관련 특허출원을 진행중이라고 8일 밝혔다.

복합소재 3D프린팅은 다양한 소재를 사용할 수 있다는 것이 장점이다. 저강도 플라스틱은 물론 고강도 탄소·유리섬유 등 여러 소재를 사용할 수 있으며, 2가지이상 재료를 혼합해 강도·탄성 등을 최적화한 새로운 소재로도 제작이 가능하다.
 
기존 거푸집 소재로 주로 사용됐던 합판·스틸 등은 비정형 형상을 정밀하게 구현하기 어렵고 제작비용이 높은데다 제작기간도 길었다.

하지만 현대건설이 개발한 복합소재 3D프린팅 비정형 거푸집 제작기술은 산업용 대형 3D프린터를 사용해 출력과 동시에 표면가공이 가능하고 오차도 최대 0.001㎜ 이내로 정밀하게 구현할 수 있다.

또 가로 2.5m×세로 5m×높이 1.5m 크기의 거푸집을 한번에 제작함으로써 제작기간을 획기적으로 단축, 경제성과 고품질을 확보하게 됐다.
 
최근에는 첨단 기계식터널 굴착공법인 TBM 세그먼트 제작에 사용되는 거푸집에도 3D프린팅기술을 적용하는 기술을 연구중이다.

현대건설은 스틸 거푸집 내부에 들어가는 비정형 채움재를 복합소재 3D프린팅으로 제작함으로써 다양한 형상의 곡면형 세그먼트를 효과적으로 만들 수 있게 됐다.

한편, 현대건설은 복합소재 3D프린팅 기술을 활용한 비정형 조경구조물 제작기술을 개발, 지난해 7월 관련 특허를 출원했다.
 
3D프린팅 기술은 3차원모델을 적층해 제작하는 기술로 비정형 제작능력이 탁월해 정밀시공이 가능하며, 색상·소재 등을 자유롭게 변화시키는 장점이 있다. 그러나 3D프린팅 재료와 장비 등의 한계로 건설분야에서 대형 3D프린팅 기술이 상용화된 사례는 많지 않았다.

현대건설에서 국내 최초로 적용한 비정형 조경구조물은 폭 1m×높이 1m×길이 8m 크기의 옥외용 벤치로 각기 다른 형상으로 이뤄진 약 200개 부재들을 3D프린팅으로 적층·가공해 제작했다. 불에 쉽게 타지 않는 친환경소재를 사용해 안전성을 확보했으며, 공산품 품질인증인 Q마크를 획득해 품질우수성을 입증 받았다.

해당 조경구조물은 지난해 입주한 '힐스테이트 레이크 송도2차'에 설치됐으며, 향후 디에이치 현장에도 활용할 방침이다.

현대건설 기술연구소 관계자는 "대형 복합소재 3D프린팅 기술개발을 계기로 향후 건축용 소재를 활용한 3D프린팅 시공기술 개발을 통해 미래 건설업계 패러다임 변화를 선도할 것"이라고 말했다.