日 타이세이 건설, 업계 최초 경사면·곡면 시공용 3D 콘크리트...

3D 콘크리트 프린팅 기술

 
○ 타이세이 건설이 경사면·곡면·요철면 등 평탄하지 않은 지면에 콘크리트 구조물을 구축할 수 있는 3D 프린팅 기술을 업계 최초로 개발(6.7.)
 
- 기존의 건설용 3D 프린팅 기술은 평탄한 지면에 구조물을 구축하는 데 쓰임. 이 때문에 적용 가능한 구조물 형상이나 시공법이 한정됨
 
• 고르지 않거나 경사진 지면에 3D 프린팅 구조물을 구축하려면, 프린터 헤드가 지면에 충돌하지 않도록 헤드 진행 경로를 스스로 설정할 수 있어야 함
 
• 또한, 기울어진 지면에서도 흘러내리거나 어긋나지 않는 3D 프린팅 전용 콘크리트도 필요
 
- 이에, 타이세이 건설은 日 도레이 엔지니어링 D 솔루션즈사와 공동으로, 자사의 건설용 3D 프린팅 시스템 ‘T-3DP®(Taisei-3D Printing)’에 적용할 신기술을 개발
 

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○ 새로 개발된 3D 프린팅 기술은 작업 대상 지면의 상태를 인식하고, 이에 따라 프린터 헤드의 경로가 자동으로 설정되면서 불필요한 충돌이나 시공 누락을 방지
 
- 해당 기술은 기존 도레이 엔지니어링사의 플라스틱 3D 프린팅 소프트웨어 ‘3D TIMON® -AMSolution’을 콘크리트용으로 개조, 프린터 헤드가 지면에 충돌하지 않는 경로를 자동 생성하도록 지원
 

• 동 소프트웨어는 프린터 헤드의 경로 및 지면의 변형 정도를 예측하는 시뮬레이션 기능이 특징으로, 이를 건설용 프린터에 적용한 것
 
- 여기에 3차원 형상 데이터 처리 기술을 도입하여, 경사면이나 곡면, 요철이 있는 지면을 인식하고, 프린터 헤드가 장애물을 자동으로 피해 갈 수 있도록 함
 
* 사진. 신기술을 탑재한 3D 프린터 헤드의 작동 방식
 

 
- 또한, 안정성이 뛰어난 3D 프린터용 콘크리트를 사용하여, 기울어진 지면에서도 콘크리트가 흘러내리거나 어긋나지 않도록 정밀한 시공이 가능
 
• 동사가 요철이 있는 지면에 높이 45cm 콘크리트 벽을 수직으로 쌓아 올리는 실증 실험을 진행한 결과, 평균 4mm 오차로 시공이 가능한 것을 확인
 
* 사진. 3D 프린터를 활용한 모형 지면 위 콘크리트 타설 작업 실증
 

 
○ 동사는 해당 기술이 터널 인버트* 시공을 비롯, 울퉁불퉁한 건물의 기초 부분이나 옹벽, 단면 등의 보수에 유용할 것으로 기대
 
* 터널 인버트(Invert): 터널 바닥 부분에 설치되는 역 아치(arch) 형상의 지반 보강용 콘크리트 구조물로, 터널 전체의 단면을 원형으로 만들어 불안정한 지반 위에서도 터널 윗부분을 지지함
 
- 일례로, 건설용 3D 프린터로 터널 인버트 시공 시, 외부를 3D 프린터로 우선 제작한 뒤, 레일을 설치해 프린터를 이동시키면서 안쪽 콘크리트를 타설 하는 작업이 가능
 
• 동사는 기존의 터널 인버트 공사에서 작업자가 6명 필요했다면, 3D 프린터를 활용할 경우 2명이 줄어든 4명만으로 작업이 가능하여 작업 인력 부족 문제도 해결할 수 있다고 언급
 
* 사진. 새 3D 프린팅 기술을 이용한 터널 인버트 공사 과정
 

 

 

 

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