인공지능(AI), 3D 프린팅 등 첨단 기술이 실제 건축과 사회 기반 시설 분야로까지 확대 도입되고 있다. 현재 미국과 유럽 등 세계 각국의 나라들은 3D 프린팅 기술을 이용한 건축물을 앞다투어 선보이고 있다. '로봇 팔'로 다양한 방향과, 입체 형태 프린팅이 가능해지면서 건설용 3D 프린과 관련 기술과 시장은 점점 발전할 전망이다.
"나와라 로봇 팔"…신개념 3D 프린팅 건축 기술 관심
최근 해외에서 주목을 받는 3D프린팅 건축 기술로는 '로봇 팔 방식'의 기술을 들 수 있다. 로봇 팔의 끝에 건축재를 뿜어내는 노즐을 단 기술이다. 이는 기존 3D 프린터로는 제작할 수 없었던 구조를 구현할 수 있게 된 것. 모양이 불규칙한 구조물을 제작하는데 활용 가능성이 클 것으로 평가된다.
로봇 팔이 아니라 기중기 끝에 노즐을 설치하는 크레인 방식도 있다. 러시아 기업이 이 기술을 적용했다고 전해진다. 두바이에 2층짜리 건물을 완공한 바 있다. 3D 프린팅 건축물 가운데 세계 최대 건물로 알려져 있다.
협소주택·소형주택 인기라던데…"3D 프린터로 뚝딱"
3D 프린팅 기술로 소형 주택을 찍어내는 모습은 요즘 TV에서 자주 볼 수 있는 광경이다. 그만큼 3D 프린팅 기술은 중요한 디지털 기술 중 하나라고 본다. 국내 3D 프린터 벤처기업 '뉴디원'은 지난달 3D프린터로 만든 황토 찜질방과 가정용 소형 주택을 공개했다. 해당 기업은 건축을 위해 건축 전용 3D 프린터 모델을 자체 개발했다. 황토, 콘트리트 등 다양한 건축 재료, 원자재를 층층이 쌓을 수 있다는 게 특징이다.
뉴디원의 소형 주택은 콘크리트로 제작됐고, 1층짜리 건물이다. 평수는 1~2인 가구에 맞춰진 33제곱미터(약 10평)다. 11시간 만에 제작됐다고 한다. 황토 찜질방은 일체형 외벽을 출력해 만들었다. 작업 공간에서 제조해 건축물을 사용할 장소로 옮겨 사용된다. 김민규 뉴디원 대표는 "올해 황토 찜질방 판매도 시작할 계획이다"고 밝혔다.
SUV 시속 50km로 돌진했는데도 '멀쩡'
뉴디원은 최근 안전성 검증을 위한 실험도 진행했다. SUV 차량을 건축용 3D 프린터로 지은 주택과 충돌시키는 것이다. 3D 프린터 노즐을 통해 시공한 벽체는 강한 충격에 약할 것이라는 일각의 문제 제기에 대응하는 차원에서다. 먼저 테스트를 위해 2.5t무게의 SUV 차량을 크레인 2대에 묶어 공중에 매달았다. 이후 차량을 시속 50㎞ 이상의 속도로 충돌시키는 방법으로 진행됐다.
2차례 실험을 거친 결과 안전성 문제는 전혀 없는 것으로 나타났다. 차량의 범퍼만 파손됐다. 구조물 모두 멀쩡했고, 유리창마저도 훼손되지 않았다. 신동원 뉴디원 공동대표는 "3D 프린팅 건축물의 강도를 소비자와 업계 관계자들이 체감할 수 있도록 하기 위해 차량 충돌 테스트를 시도했다"며 "테스트 결과를 바탕으로 3D프린팅 주택의 상용화를 추진해 나가겠다"고 밝혔다.
"4인 가족 살만한 29평 규모 주택도 3일이면 충분"
최근 프랑스에서는 세계 최초로 사람이 살 수 있는 주택을 3D 프린팅 기술로 지어서 화제가 됐다. 29평 규모다. 낭트대 연구진은 시(市)가 제공한 부지에 맞춰 컴퓨터로 주택 설계도를 먼저 만들었다. 이 데이터를 건축용 3D프린터에 전송했다. 해당 프린터는 현장에서 4m짜리 로봇팔을 움직여 설계도면대로 벽면을 쌓아 올리는 방식이다. 해당 과정에서 로봇팔이 레이저를 활용해 위치의 정확도를 점검한다고 한다.
벽체를 먼저 만들고 창호를 단 이후 지붕을 올리는 식으로 진행됐다. 단 54시간 만에 95㎡(약 29평) 면적의 집 형태가 완성됐다. 기존 방식대로 하면 거푸집을 조각조각 이어 붙여야 하는 힘든 작업이다. 그러나 3D프린터가 짓기 때문에 힘을 들이지 않고 지을 수 있다.
연구진은 이같은 방식을 통해 파리 북부에 공공주택 18채를 더 짓고, 상업용 건축물도 계획하고 있는 것으로 알려졌다. 낭트대 교수는 "앞으로는 33시간에 벽체 작업을 다 마칠 수 있도록 하겠다"며 "10년 뒤면 3D프린팅 주택이 기존 방식보다 40% 이상 저렴해질 것"이라고 말했다.
미국·프랑스·중국 등 해외서는 이미 3D프린팅 건축 도입 활발
미국에서는 지난해 10월 3D프린팅 주택이 주거용으로 이미 보급됐다. 3D프린팅 전문기업 아이콘(ICON)은 한 건축업체와 텍사스주 오스틴 근처에 3D 프린터로 주택 100채를 짓겠다고 발표한 바 있다.
아이콘 홈페이지 글에 따르면 "기존의 건설 방법보다 더 빠르고 더 싸게 프로젝트를 진행할 수 있다"고 전해진다. 앞서 아이콘은 미국을 비롯 멕시코 전역에 3D프린팅으로 지은 집 24채를 공급했다.
유럽 뿐만 아니라 아시아 등지에서도 3D프린터 집이 등장하고 있다. 아랍에미리트는 지난 2015년 세계 최초 사무실 건물을 3D 프린팅 기술로 건축했다. 2층 짜리 건물로 알려졌다. 이외에 3D 프린팅 건축 분야에는 프랑스, 네덜란드, 멕시코, 중국 등이 두각을 보이고 있다.
AI타임스 조형주 기자
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