최근 웹 기반의 3D 프린팅 관련 서비스 플랫폼들이 증가하고 있으며, 소비자들은 이러한 서비스 플랫폼을 이용하여 3D 데이터를 수집하고 제작을 의뢰하며 유통 서비스를 통해 상품을 받아 볼 수 있게 되었다. 이러한 3D 프린팅 기술의 적용이 근래에는 건설 분야로까지 확장되어 기술이 발전하고 있으나 이와 관련된 서비스 플랫폼의 가이드라인 및 운영 사례는 국내외 모두 찾아볼 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존 타 산업분야에서 활발하게 사용되는 10개의 웹 기반 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 기능을 조사 분석하여 건설 분야 3D 프린팅 서비스 플랫폼 구축을 위한 가이드라인으로 활용하였다. 또한 플랫폼의 구동시나리오 작성을 통해 건설 3D 프린팅 서비스 통합 플랫폼이 갖추어야 할 설계, 시공, 유통 서비스의 모습을 제시하였다. 3D 프린팅 기술의 발전에 따라 설계, 시공, 유통 등의 전반적인 건축 시장의 패러다임이 변화할 것이며, 이러한 변화에 대비하고 향후 디지털 건축 시장의 개척을 위해서는 본 연구에서 제시한 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 역할이 클 것으로 기대한다.
최근 웹 기반의 3D 프린팅 관련 서비스 플랫폼들이 증가하고 있으며, 소비자들은 이러한 서비스 플랫폼을 이용하여 3D 데이터를 수집하고 제작을 의뢰하며 유통 서비스를 통해 상품을 받아 볼 수 있게 되었다. 이러한 3D 프린팅 기술의 적용이 근래에는 건설 분야로까지 확장되어 기술이 발전하고 있으나 이와 관련된 서비스 플랫폼의 가이드라인 및 운영 사례는 국내외 모두 찾아볼 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존 타 산업분야에서 활발하게 사용되는 10개의 웹 기반 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 기능을 조사 분석하여 건설 분야 3D 프린팅 서비스 플랫폼 구축을 위한 가이드라인으로 활용하였다. 또한 플랫폼의 구동시나리오 작성을 통해 건설 3D 프린팅 서비스 통합 플랫폼이 갖추어야 할 설계, 시공, 유통 서비스의 모습을 제시하였다. 3D 프린팅 기술의 발전에 따라 설계, 시공, 유통 등의 전반적인 건축 시장의 패러다임이 변화할 것이며, 이러한 변화에 대비하고 향후 디지털 건축 시장의 개척을 위해서는 본 연구에서 제시한 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 역할이 클 것으로 기대한다.
Recently, there has been an increase in the number of web-based three-dimensional (3D) printing-related service platforms, which allow consumers to collect 3D modeling data, make requests for production, and receive goods through a distribution service using the service platform. The application of ...
Recently, there has been an increase in the number of web-based three-dimensional (3D) printing-related service platforms, which allow consumers to collect 3D modeling data, make requests for production, and receive goods through a distribution service using the service platform. The application of 3D printing technology has been expanded to the construction field, yet no guidelines for the related service platform or operation examples can be found. Therefore, the functions of 10 web-based 3D printing service platforms actively used in other industries were investigated and analyzed in this study, and the analysis results were used as a guideline to develop a 3D printing service platform for the construction industry. In addition, the design, construction and distribution services to be equipped with the construction 3D printing service integration platform were presented by creating the driving scenario of the platform. As 3D printing technology develops, the overall construction and architectural paradigms for design, construction and distribution will change. To prepare for such changes and to pioneer the digital construction market in the future, the role of the 3D printing service platform is expected to increase continually.
Recently, there has been an increase in the number of web-based three-dimensional (3D) printing-related service platforms, which allow consumers to collect 3D modeling data, make requests for production, and receive goods through a distribution service using the service platform. The application of 3D printing technology has been expanded to the construction field, yet no guidelines for the related service platform or operation examples can be found. Therefore, the functions of 10 web-based 3D printing service platforms actively used in other industries were investigated and analyzed in this study, and the analysis results were used as a guideline to develop a 3D printing service platform for the construction industry. In addition, the design, construction and distribution services to be equipped with the construction 3D printing service integration platform were presented by creating the driving scenario of the platform. As 3D printing technology develops, the overall construction and architectural paradigms for design, construction and distribution will change. To prepare for such changes and to pioneer the digital construction market in the future, the role of the 3D printing service platform is expected to increase continually.
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문제 정의
이렇게 업로드 된 3차원 설계도면은 플랫폼에서 관련 법제도 및 3D 프린팅용 설계지침을 기반으로 스크리닝을 통한 설계검토가 이루어지고, 3D 프린팅용 구조설계지침을 기반으로 구조검토가 이루어진다. 관련 법제도, 설계 및 구조 검토 결과 후 현장에서 3D 프린터를 이용한 시공이 가능한지 여부를 판단하게 된다. 현장 시공이 가능하다고 판단되면 원가와 공기를 산정하는 단계로 진행되며, 시공이 불가능한 경우에는 거푸집 및 기타 출력 방법을 이용한 시공이 가능한지 플랫폼 내에서 판단하게 된다.
하지만 이러한 건축 분야의 3D 프린팅 기술 발전과 변화에도 불구하고 이와 관련된 서비스 플랫폼의 가이드라인 및 운영 사례는 국내외 모두 찾아볼 수 없다. 따라서 본 연구에서는 디지털 건축 시장의 개척 및 다양한 3D 프린팅 건축 상품의 유통환경 구축을 위해 기존 타산업분야에서 사용되는 웹 기반의 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 기능을 분석한 결과를 건설 분야 3D 프린팅 서비스 플랫폼 구축에 활용하여 플랫폼이 갖추어야할 기능의 가이드라인을 구성하였다.
즉, 3D 프린팅 기술에 의한 디자인부터 설계, 시공, 유통 등의 전반적인 건축 시장의 패러다임이 변화할 것이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 변화에 대비하기 위하여 건설분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 가져야 할 기능 등에 관하여 타 산업분야의 3D 플랫폼 분석을 통해 알아보았으며 이러한 기능을 바탕으로 서비스 구동 시나리오를 구성해보았다.
하지만 제조업과 달리 건설 분야는 소요 비용이 높고 시간이 오래 걸리기 때문에 3D 프린팅 시공 전에 원가나 공기 등을 산정하기 위한 지원도구 등이 반드시 필요하고, 건축물의 안정성 때문에 시공현황을 모니터링할 수 있는 기능 등이 필요하나 관련 기술이 전무한 상황이다. 따라서 본 연구의 목적으로 기존 타 산업분야에서 사용되는 웹 기반의 3D 프린팅 서비스 플랫폼을 조사 및 분석하여 건축 분야에서 활용하기 위한 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 갖춰야하는 기능과 구동 시나리오를 제안하고자 한다.
본 연구의 목적인 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼 기능 도출 및 구동 시나리오 제안을 위하여 소형제조업 등 건설 산업 외의 타 산업분야에서 사용되고 있는 웹 기반의 3D 프린팅 플랫폼의 사례를 분석하였다. 플랫폼 선정을 위하여 Moilanen[7]가 진행하였던 3D 프린팅 사용 및 서비스에 관한 설문조사를 바탕으로 현재까지 유효하게 운영되는 플랫폼과 그 외에 상용 3D 프린터를 제작하는 업체에서 운영하는 플랫폼 등 대표적인 플랫폼 10개를 선정하여 기능을 분석하였다.
제안 방법
건축 분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼 가이드라인 구축에 활용할 수 있도록 Thingiverse와 Shapeways (Fig. 1)를 포함하여 타 산업분야의 대표적인 웹 기반 3D 프린팅 서비스 플랫폼을 조사하여 기능을 분석하였다.
Staples[17]는 약 26개국에 체인을 가지고 있는 문구류 및 오피스제품 공급회사로 Sculpteo의 3D 프린팅 서비스와 자체 유통망을 이용한 배송 서비스를 제공하고 있다. 고객이 업로드 한 3D 파일을 검토하여 제품 디자인에 있는 문제 등을 자체적으로 수정한 후 제품을 출력하여 배송한다.
Thingiverse[8]는 사용자가 직접 설계한 디자인 파일을 공유하는 플랫폼으로 일반 사용자들도 간편하게 파일을 업/다운로드하고 공유할 수 있으며, 제작을 위해 별도의 서비스페이지를 활용할 수 있는 연결서비스를 제공한다. 교육페이지를 두어 일반인 사용자들을 위해 3D 프린팅 및 제작 방법 설명을 해주며, 실제 사용자가 작성한 상품을 업로드 시에 3D 프린팅 기법에 맞게 보정하여 준다.
플랫폼 선정을 위하여 Moilanen[7]가 진행하였던 3D 프린팅 사용 및 서비스에 관한 설문조사를 바탕으로 현재까지 유효하게 운영되는 플랫폼과 그 외에 상용 3D 프린터를 제작하는 업체에서 운영하는 플랫폼 등 대표적인 플랫폼 10개를 선정하여 기능을 분석하였다. 기존 사례 분석을 통해 타 산업분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 제공하는 공통된 기능을 도출하였고 이렇게 도출된 기능을 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 기능으로 적용하고 이를 바탕으로 주문에서 유통까지의 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 구동 시나리오를 작성하였다.
본 연구에서 제시한 건설 분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼 기능 및 구동 시나리오는 디지털 건축 시장의 개척 및 다양한 3D 프린팅 건축 상품의 유통환경 구축을 위해 갖춰야 할 기능들을 기존의 사례분석을 통해 도출·제안한 것으로 3D 프린팅에 최적화 된 설계, 구조, 시공법 등 각각의 모듈이 개발되어 플랫폼이 구성되어야 한다.
설계도면의 검토 결과 시공이 가능하다면 3D 프린팅 건설기술을 기반으로 만들어진 원가 및 공기산정 알고리즘을 통해 소요 금액과 일정을 도출하여 사용자에게 정보를 제공하여 시공여부를 최종 결정하도록 한다. 사용자가 제공된 예산과 일정을 수용하면 시공법 검토 후 작업을 시작, 3D 스캐닝으로 시공 정보를 입력 받고 모니터링을 통해 시공오차 등을 점검, 필요한 경우 보완 작업을 하여 최종적으로 시공을 완료하게 된다.
3D Hubs[15]는 소비자가 업로드 한 파일을 자체 제작이 아닌 전 세계에 위치한 3D 프린터 제작소를 연계하여 관련 정보를 제공하는 서비스 플랫폼이다. 소비자가 디자인파일을 업로드하면 소비자와 가까운 곳에 위치한 로컬 3D 프린팅 제작소를 검색하여 보여주고, 소비자가 선택한 제작소에서 제품을 제작, 평균 48시간 안에 제품을 받아볼 수 있도록 한다. 다만, 데이터의 공유 및 판매를 위한 별도의 서비스는 제공하지 않아 소비자가 직접 3D 모델 디자인을 가지고 있어야 한다.
본 연구의 목적인 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼 기능 도출 및 구동 시나리오 제안을 위하여 소형제조업 등 건설 산업 외의 타 산업분야에서 사용되고 있는 웹 기반의 3D 프린팅 플랫폼의 사례를 분석하였다. 플랫폼 선정을 위하여 Moilanen[7]가 진행하였던 3D 프린팅 사용 및 서비스에 관한 설문조사를 바탕으로 현재까지 유효하게 운영되는 플랫폼과 그 외에 상용 3D 프린터를 제작하는 업체에서 운영하는 플랫폼 등 대표적인 플랫폼 10개를 선정하여 기능을 분석하였다. 기존 사례 분석을 통해 타 산업분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 제공하는 공통된 기능을 도출하였고 이렇게 도출된 기능을 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 기능으로 적용하고 이를 바탕으로 주문에서 유통까지의 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 구동 시나리오를 작성하였다.
후속연구
또한 이상적으로 다수의 소비자가 쉽게 3D 프린팅으로 만들어진 건축물을 구매할 수 있는 서비스 생태계가 구축되기 위해서는 본 연구에서 제시한 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼 뿐 아니라 기존의 건축 시장에 3D 프린팅으로 제작한 건축물이 자원·시간·인력의 절약 외에 얼마나 차별성을 줄 수 있을지에 대한 연구와 이러한 차별성이 건축물 사용자 혹은 구매자들의 소비패턴의 변화에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구도 함께 진행되어야할 것이다.
또한 이상적으로 다수의 소비자가 쉽게 3D 프린팅으로 만들어진 건축물을 구매할 수 있는 서비스 생태계가 구축되기 위해서는 본 연구에서 제시한 건설 3D 프린팅 서비스 플랫폼 뿐 아니라 기존의 건축 시장에 3D 프린팅으로 제작한 건축물이 자원·시간·인력의 절약 외에 얼마나 차별성을 줄 수 있을지에 대한 연구와 이러한 차별성이 건축물 사용자 혹은 구매자들의 소비패턴의 변화에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구도 함께 진행되어야할 것이다. 또한, 건설 분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼의 개발 후에는 건축물 유지보수와 같은 기술적인 측면뿐 아니라 제조 분야의 서비스 플랫폼에서 보여준 것처럼 디자인의 다양성과 사용자가 원하는 디자인의 구현 가능성을 높이기 위해 변화하는 시장과 소비자 만족도를 고려하여 끊임없이 새로운 상품의 개발 및 발전이 이루어져야 할 것이다.
3D 프린팅 기술의 발전은 사회 전반에 걸쳐 현대인의 삶에 직접적 또는 간접적으로 영향을 미칠 것이며, 건설분야 역시 자원, 시간, 인력적인 면에서 경제적 이점을 보이는 3D 프린팅 기술의 영향을 받을 것이다. 즉, 3D 프린팅 기술에 의한 디자인부터 설계, 시공, 유통 등의 전반적인 건축 시장의 패러다임이 변화할 것이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 변화에 대비하기 위하여 건설분야의 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 가져야 할 기능 등에 관하여 타 산업분야의 3D 플랫폼 분석을 통해 알아보았으며 이러한 기능을 바탕으로 서비스 구동 시나리오를 구성해보았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기존 산업에 3D 프린팅 기술을 적용할 경우 효과는?
3D 프린팅 기술은 1980년도에 소개된 이후로 가장 빠르게 발전하고 있는 기술 중 하나로 최근에 각광받고 있는 대표적인 3차원 물체를 만드는 제조 기술이다[1].3D 프린팅 기술을 기존 산업에 적용할 경우, 시제품의 제작비용 및 상용화 시간을 대폭 절감시킬 수 있으며, 다품종 소량 생산 및 개인별 맞춤형 제작이 쉽고 기존 절삭가공 대비 복합한 형상의 정밀 제작이 가능해지면서 소재 절감 및 사회·경제적 효과가 매우 크다[2]. 고가의 장비 때문에 제한된 분야에서 활용되어 온 3D 프린팅 기술은 2014년 저작권 만료 이후 양산화되어 가격이 저렴해지고 장비들이 다양해짐에 따라 여러 분야에서 활용이 가능하게 되었다.
건설 분야에서 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 필요한 이유는?
소형 제조업뿐 아니라 의료, 자동차, 항공업계도 3D 프린팅 기술이 활발하게 사용되고 있으며, 근래에는 건물을 3D 프린팅 기술을 이용하여 프린트하는 등 건설 분야로까지 3D 프린팅 기술의 적용범위가 확장되고 있다[6]. 하지만 제조업과 달리 건설 분야는 소요 비용이 높고 시간이 오래 걸리기 때문에 3D 프린팅 시공 전에 원가나 공기 등을 산정하기 위한 지원도구 등이 반드시 필요하고, 건축물의 안정성 때문에 시공현황을 모니터링할 수 있는 기능 등이 필요하나 관련 기술이 전무한 상황이다. 따라서 본 연구의 목적으로 기존 타 산업분야에서 사용되는 웹 기반의 3D 프린팅 서비스 플랫폼을 조사 및 분석하여 건축 분야에서 활용하기 위한 3D 프린팅 서비스 플랫폼이 갖춰야하는 기능과 구동 시나리오를 제안하고자 한다.
웹 기반의 3D 프린팅 관련 서비스 플랫폼은 소비자에게 어떤 이점을 주는가?
3D 프린팅 관련 서비스 플랫폼들은 이러한 기술과 소비자 인식의 차이를 해소하기 위해 시작된 것으로 소비자가 원하는 디자인을 원하는 수준의 제품으로 출력할 수 있도록 해준다. 최근 웹 기반의 3D 프린팅 관련 서비스 플랫폼들이 증가하고 있으며[5]소비자들은 이러한 플랫폼을 이용하여 3D 데이터를 수집하고 제작을 의뢰하며, 유통 서비스를 통해 상품을 받아볼 수 있게 되었다.
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