본 연구는 최근 사회적으로 대두되고 있는 3D 프린팅 기술에 대하여 고찰하고, 건축적인 활용 방안을 모색함에 있어 활용 방안과 경제적인 관점에서 비교 및 분석하는 것이 목적이다. 이는 근접한 미래에 3D 프린팅 기술에 의해 생산, 유통 등의 전반적인 패러다임의 변화가 예상되고, 건축분야 역시 그 변화의 흐름을 맞을 것이다. 이에 3D 프린팅 기술의 건축에서 활용 방안을 모색함은 앞으로 3D 프린팅 기술로 인하여 바뀌는 건축환경에 대하여 대비하기 위함이다. 본 연구를 위하여 3D 프린팅 기술의 현황과 건축에서 사용되는 3D 프린팅 기술에 대하여 조사하고, 3D 프린팅 기술의 건축적 활용 방식과 현재 시공 방식을 경제적인 부분에서 비교 분석 하였다. 현재 건축분야에서의 3D 프린팅 활용기술은 아직 실용화 단계이나, 현재의 시공 방식과 경제성으로 비교해 보면, 전체 비용을 낮출 수 있으며, 향후 기술의 발전과 더불어 이러한 비용은 더욱 감소될 것으로 보인다. 이에 따라서 앞으로 3D 프린팅 기술의 건축적 활용 방안에 대한 지속적인 기술 개발 및 관심이 필요하다.
본 연구는 최근 사회적으로 대두되고 있는 3D 프린팅 기술에 대하여 고찰하고, 건축적인 활용 방안을 모색함에 있어 활용 방안과 경제적인 관점에서 비교 및 분석하는 것이 목적이다. 이는 근접한 미래에 3D 프린팅 기술에 의해 생산, 유통 등의 전반적인 패러다임의 변화가 예상되고, 건축분야 역시 그 변화의 흐름을 맞을 것이다. 이에 3D 프린팅 기술의 건축에서 활용 방안을 모색함은 앞으로 3D 프린팅 기술로 인하여 바뀌는 건축환경에 대하여 대비하기 위함이다. 본 연구를 위하여 3D 프린팅 기술의 현황과 건축에서 사용되는 3D 프린팅 기술에 대하여 조사하고, 3D 프린팅 기술의 건축적 활용 방식과 현재 시공 방식을 경제적인 부분에서 비교 분석 하였다. 현재 건축분야에서의 3D 프린팅 활용기술은 아직 실용화 단계이나, 현재의 시공 방식과 경제성으로 비교해 보면, 전체 비용을 낮출 수 있으며, 향후 기술의 발전과 더불어 이러한 비용은 더욱 감소될 것으로 보인다. 이에 따라서 앞으로 3D 프린팅 기술의 건축적 활용 방안에 대한 지속적인 기술 개발 및 관심이 필요하다.
The aim of this study was to consider new 3D printing techniques and how to use them in architecture, compare the 3D printing and current techniques, and analyze them economically. 3D printing technology is expected to result in considerable changes to the entire system, such as production and distr...
The aim of this study was to consider new 3D printing techniques and how to use them in architecture, compare the 3D printing and current techniques, and analyze them economically. 3D printing technology is expected to result in considerable changes to the entire system, such as production and distribution using this new technology in the near future. In addition, architecture is expected to follow this trend. This study examined how to take advantage of 3D printing technology in construction to prepare for a new architectural trend of 3D printing technology in the future. This study examined the 3D printing technology that is used in buildings and the current state of 3D printing technology. In addition, the 3D printing technology and current technology was also compared, and analyzed economically. 3D printing technology is the step before the stage of practical use. On the other hand, the commercialization of 3D printing technology makes it possible to reduce the cost compared to the current method. Furthermore, as the technology is developed in the future, the cost is expected to be reduced further. Therefore, the use of 3D printing technology in architecture is expected increase continually.
The aim of this study was to consider new 3D printing techniques and how to use them in architecture, compare the 3D printing and current techniques, and analyze them economically. 3D printing technology is expected to result in considerable changes to the entire system, such as production and distribution using this new technology in the near future. In addition, architecture is expected to follow this trend. This study examined how to take advantage of 3D printing technology in construction to prepare for a new architectural trend of 3D printing technology in the future. This study examined the 3D printing technology that is used in buildings and the current state of 3D printing technology. In addition, the 3D printing technology and current technology was also compared, and analyzed economically. 3D printing technology is the step before the stage of practical use. On the other hand, the commercialization of 3D printing technology makes it possible to reduce the cost compared to the current method. Furthermore, as the technology is developed in the future, the cost is expected to be reduced further. Therefore, the use of 3D printing technology in architecture is expected increase continually.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 3D 프린터의 건축분야 활용 방식에 대하여 알아보았고 기존의 시공 방식과 경제적인 측면에서 비교 분석하였다. 뉴스, 인터넷 등 대중매체와 논문, 학회 특집기고 등에 노출된 정보를 토대로 자료를 정리하였으며 기존의 시공 방식과 비교한 결과 3D 프린팅 시공방법이 시간, 자원, 인력 3가지 경제적 측면에서 기존의 시공방식 보다 경쟁력이 있으며, 기술의 발전과 구축 방법에 따라 지금 보다도 더 경제성이 높아질 것으로 예측된다.
본 연구의 대상 및 방법은 현재 계획 및 시공 등 건축의 여러 단계 중 3D 프린터로 활용될 수 있도록 개발되고 있는 분야와 각각 그 분야의 기존 기술들을 시간, 자원, 인력 등 경제적인 시각에서 바라보고 서로 비교하는 것이다.
이 연구의 목적은 현재 3D프린터의 건축적 활용의 동향을 파악하고 이것에 대하여 고찰하며, 사례를 분석, 기존의 기술들과 경제적인 부분에서 비교하는 것에 있다.
제안 방법
3장에서 분류한 6개의 3D프린팅 시공방식의 경제성을 비교하기 위하여 기존의 시공방법 중 철근콘크리트 시공 방법을 비교기준으로 정하고 시공방식별로 시간, 자원, 인력활용적 측면에서 비교분석 하였다.
현재 건축에서 사용되는 3D프린터의 활용을 살펴보면 단순한 모형제작 부터 건축적 활용의 궁극적인 목표인 건축물을 프린팅하는 것까지 발전하였다. 건축분야의 3D프린팅 방법에서 시공 방식에 따라 거푸집 프린팅 방식, 유닛 프린팅 시공 방식, 직접 프린팅 시공 방식으로 분류 하여 조사하였다.
일본의 TAKENAKA社와 게이오대학과 공동으로 3D프린터로 콘크리트용 형틀을 제작하는 기술을 개발하였다. 기존의 방식보다 적은 비용과 인력으로 복잡한 형태의 콘크리트 기둥이나 벽 등을 시공할 수 있으며, 이로 인하여 공기단축과 원가절감에 기여할 수 있다.
대상 데이터
면적 80㎡의 단층건물로 거실, 부엌 및 식당, 화장실, 다용도실, 방2을 가진 건축물로 벽두께는 200mm, 현관문을 포함한 총 4개의 문과 7개의 창문을 가지며 평평한 대지에 시공된 건축물을 기준 Fig. 8으로 하였다.
건축물을 유닛별로 나누어 3D프린터를 이용하여 인쇄하고, 인쇄한 유닛들을 조립하는 형식이다. 사례로는 네덜란드 DUS Architecture社의 카머마커(KamerMaker)와 중국의 윈쑨 장식설계공정회사에서 만든 3D프린터 주택이 있다.
컴퓨터로 작업한 건축물을 3D프린터를 이용하여 한번에 프린팅하는 형식이다. 사례로는 미국 남부 캘리포니아 대학(USC, University of Southern California)의 컨투어 크래프팅(Contour Crafting) 방식과 스페인 IAAC(Institute for Advanced Architecture of Catalonia)의 미니빌더 (Minibuilder)와 마테리얼(Mataerial) 방식이 있다.
성능/효과
본 연구에서는 3D 프린터의 건축분야 활용 방식에 대하여 알아보았고 기존의 시공 방식과 경제적인 측면에서 비교 분석하였다. 뉴스, 인터넷 등 대중매체와 논문, 학회 특집기고 등에 노출된 정보를 토대로 자료를 정리하였으며 기존의 시공 방식과 비교한 결과 3D 프린팅 시공방법이 시간, 자원, 인력 3가지 경제적 측면에서 기존의 시공방식 보다 경쟁력이 있으며, 기술의 발전과 구축 방법에 따라 지금 보다도 더 경제성이 높아질 것으로 예측된다.
둘째, 자원적인 측면에서 기존의 시멘트나 콘크리트가 아닌 신재료 이용, 건축폐기물을 재가공을 통하여 재이용, 벽체 구조 변화를 통한 원재료 절약, 시공과정에서 생기는 재료낭비 최소화 등으로 인하여 자원을 절약하고 이것은 경제적인 효과로 나타났다.
셋째, 인력적인 측면에서는 시공 인원의 축소, 기존 시공 방식에서 소외된 인력 사용, 안전사고 감소 등으로 인하여 인력 자원비용이 감소하였다.
첫째, 시간적인 측면에서 현치도 제작 과정의 간소화 및 사라짐, 단기간에 여러 채의 건축물을 시공가능, 빠른 조립 속도 등으로 인하여 시공 기간을 단축시킬 수 있다.
후속연구
끝으로 건축에서의 3D 프린터 활용은 아직 실용화 단계는 아니지만, 앞으로의 발전과 활용이 기대되는 분야로 건축 디자인, 공급, 구조, 시공 등 다방면으로 큰 영향을 끼칠 것으로 예측된다. 이에 따라 다방면으로 변화하는 건축환경에 대하여 대응해야하며, 지속적인 관심을 가지고, 정보와 기술을 습득해야 할 것이다.
다양한 매체와 논문을 통하여 유추하여 기존의 건축 시공 방식과 3D 프린팅 기술을 활용한 시공방식을 경제적 측면에서 비교 분석한 결과, 3D 프린팅 기술을 활용한 시공방식이 시간, 자원, 인력활용적 측면에서 경제적 이점이 있을 것으로 예상되며, 앞으로 기술의 발전을 통하여 단점을 보완하고 더욱 경제적 이점이 많아질 것으로 예상된다.
아직 프린팅 원재료의 비용이 높고, 방식에 따라 완공까지 걸리는 시간이 길 수 있으며, 지을 수 있는 규모의 크기가 작다는 한계가 존재 하지만 이러한 단점들은 앞으로 기술의 발전으로 인하여 현저히 줄어들 것이며, 향후 미래에는 시공 분야에서 3D프린터가 중요한 역할을 차지할 것이다.
이러한 기술의 발달은 앞으로 더욱 가속화되어 발전할 것으로 기대되며, 제조, 유통 등 사회 전반적인 곳에 커다란 영향력을 끼치며, 우리의 삶을 크게 바꿀 것이라고 전문가들은 예견하고 있다.
카머마커(Kamer Maker) 방식의 경우 시공 현장에서 설치된 3D프린터가 유닛을 제작하는 형태로 운반에 소요되는 시간이 없다는 이점이 있다. 현재 암스테르담에서 카머마커를 이용하여 진행중인 3D 프린팅 하우스를 사례로 볼 때, 유닛 제작부터 조립까지 많은 시간이 걸리지만, 차후 기술의 발전을 통하여 극복 할 수 있을 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최초의 3D프린팅 기술은 무엇인가?
3D프린팅 기술은 최초로 1984년 광경화소재를 빛에 의하여 프린팅 하는 SLA방식을 시작으로 발명되었으며, 현재 가장 활발하게 사용하고 있는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식은 1988년도에 발명되었다. 그 이후 1992년에는 분말소재와 레이져를 이용하여 굳히는 SLS방식이 발명되었다.
현재 3D프린터 기술의 활용 분야는 어떠한 것들이 있는가?
지금 현재의 3D프린터 기술은 실제로 격발 가능한 권총과 차량 부품과 같은 기계분야와 인공 치아, 인공 골격, 인공 관절을 만들어 내는 의료분야, 요리된 음식을 만들어 낼 수 있는 식품분야 등 전반적인 산업분야에 이용되고 있다.
3D 프린터를 이용한 콘크리트용 형틀을 제작하는 기술의 장점은?
일본의 TAKENAKA社와 게이오대학과 공동으로 3D 프린터로 콘크리트용 형틀을 제작하는 기술을 개발하였다. 기존의 방식보다 적은 비용과 인력으로 복잡한 형태의 콘크리트 기둥이나 벽 등을 시공할 수 있으며, 이로 인하여 공기단축과 원가절감에 기여할 수 있다. 아직 실용화 되지는 않았지만 2020년까지 실용화할 계획으로 복잡하고 다양한 형태의 거푸집을 활용할 수 있는특징이 있다.
참고문헌 (9)
Moon, Hyeon-Seok, "3D Printer - Innovation of Construction Production Method", Korea Institute of Construction Engineering and Management, v.15, no.2, 42-47, 2014.
Choi, Sung-Kwon, "3D Printing Technology and Architectural Application", Review of Architecture and Building Science, v.58, no.2, 17-25, 2014.
Hiroshi, The Takenaka freely formwork in 3D printer , nihon Keizai Shimbun, 2014 Aug 8,Available From: http://www.nikkei.com/article/DGXMZO75366290X00C14A8000000/, (Accessed Sep, 13, 2014)
DUS Architecture, 3D Print Canal House, DUS Architecture, 2014, Available From: http://3dprintcanalhouse.com/, (Accessed Sep, 13, 2014)
IAAC, Small robots printing big structures, Minibuilder by IAAC, 2014, Available From: http://iaac.net/printingrobots/, (Accessed Sep, 13, 2014)
IAAC, JORIS LAARMANLAB, A RADICALLY NEW 3D PRINTING METHOD, MATAERIAL, 2014, Available From: http://www.mataerial.com/ (Accessed Sep, 13, 2014)
Behrokh Khoshnevis, CONTOUR CRAFTING, USC Viterbi School of Engineering, 2014, Availavle Ffrom: http://www.contourcrafting.org/, (Accessed Sep, 13, 2014)
Behrokh Khoshnevis, House of the Future: Construction by Contour Crafting, URBAN INITIATIVE POLICY BRIEF, 1-6, 2004
Lee, Tae-Hee, "architectural field application trend of 3D Printer", The Korea Academia-Industiral Cooperation Society , v.6, no.2, 30-35, 2014.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.