[논문]Sloped-LOM 방식 3D 프린터를 이용한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법 개발

안희재; 이동윤; 지우종; 이우재; 조훈희

doi:10.5345/jkibc.2020.20.2.171

Sloped-LOM 방식 3D 프린터를 이용한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법 개발
Development of Method for Manufacturing Freeform EPS Forms Using Sloped-LOM Type 3D Printer 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.20 no.2, 2020년, pp.171 - 181

안희재 (Graduate School, Korea University) , 이동윤 (Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) , 지우종 (Graduate School, Korea University) , 이우재 (Graduate School, Korea University) , 조훈희 (Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University)

초록
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최근 비정형 건축물이 한 나라의 기술적 우월성을 나타내는 새로운 척도로 부상하기 시작하면서 비정형 건축물을 효율적으로 제작하는 기술이 중요해지고 있다. 하지만 기존의 목재, 철재 거푸집 등을 CNC 기술로 가공하여 비정형 거푸집을 제작하는 방식은 제작시간과 재료 비용 측면에서 한계점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 통한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법을 개발하고 제작 프로세스를 제시하였다. 또한 실물 모형 시험을 통해 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다. 연구결과, S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용할 경우 CNC 밀링 기술 대비 약 57.4%의 제작시간 단축 효과가 있었다. 또한 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술의 경우 설계도면 대비 약 20.5mm의 오차의 최대 절댓값이 발생하였다. 본 연구의 결과는 거푸집 제작시간과 정밀도 측면에서 S-LOM 방식 기술의 현장 적용 가능성을 확인하여, S-LOM 방식 기술의 개선 및 공법 활성화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, free-formed construction technology is becoming a new measure of representing technological superiority and sociocultural ingenuity. However, the CNC processing technology utilizing the existing wood and iron form has limitations in terms of the manufacturing time and material cost. Therefore, in this study, the method and process of manufacturing free-formed EPS form using S-LOM-based 3D printing technology were suggested. Furthermore, through the mock-up test, a comparative analysis of the manufacturing time and precision with CNC milling technology was conducted. The results show that S-LOM-based 3D printing technology has reduced manufacturing time about 57.4% compared to CNC milling technology during the free-formed EPS form manufacturing process. In addition, compared to the design drawings, the maximum error value was 20.5mm, proving the applicability of S-LOM-based 3D printing technology. The results of this study are expected to contribute to the improvement of S-LOM method and the activation of S-LOM method by verifying the applicability of S-LOM-based 3D printing technology.

주제어

표/그림 (16)

그림 Figure 1. EPS form & mock-up for Hanabank remodeling work
표 Table 1. Types of 3D printing technologies in construction fields
그림 Figure 2. The procedure of manufacturing EPS concrete forms
그림 Figure 3. Process of generating G-code and side surface
그림 Figure 4. 5-axis of laser cutting machine
표 Table 2. The specifications of the S-LOM type 3D printer
그림 Figure 5. Silicon adhesive & glue adhesive & spray adhesive
그림 Figure 6. Detailed phases and methods for post processing of EPS forms
그림 Figure 7. Spreading polyurea & taping & spreading form oil
그림 Figure 8. Test for coating surfaces of concrete forms
표 Table 3. The specification of mock-up test
그림 Figure 9. Process of freeform concrete form manufacture using S-LOM method
그림 Figure 10. Precision analysis results through 3D geometry
표 Table 4. Comparative analysis based on manufacturing time by manufacturing method
표 Table 5. Precision analysis result
표 Table 6. Strain standard of form board

AI 본문요약
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문제 정의

1) 기존 비정형 거푸집 제작 및 관련 연구 동향과 건축 분야에 활용되는 3D 프린팅 기술 연구 동향을 고찰하고 문제점을 제시한다.
하지만 기존의 목재, 철재 거푸집 등을 CNC 기술로 가공하여 비정형 거푸집을 제작 하는 방식은 제작시간과 재료 비용 측면에서 한계점이 존재한 다. 따라서 본 연구에서는 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 통한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법을 개발하고 제작 프로세스를 제시하였다. 또한 실물 모형 시험을 통해 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다.
따라서 본 연구에서는 기존의 비정형 거푸집 제작의 한계점을 극복하기 위해 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집 제작 공법을 개발하였다. 또한 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집의 제작 프로세스(Pro cess) 및 각 작업 단계에 활용되는 요소 기술의 특징을 구체적으로 제시하였다.
목재, 철재, EPS 거푸집 등을 활용한 비정형 거푸집 제작 방식은 제작시간이 길고 제작비용이 높아 거푸집 공사의 생산성을 저하시키는 한계점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅 기술 중 S-LOM 방식을 활용한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법을 개발하고 프로세스를 제시하였다. 또한 본 공법의 현장 적용성 검증을 수행하기 위하여 실물 모형 시험을 통한 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다.
또한, 이를 극복하기 위하여 3D 프린팅 기술을 활용하여 비정형 건축물 및 부재를 직접 출력하는 방식은 정밀도가 낮고 자유곡면을 입면적으로 구현하기가 어렵다는 한계점이 존재한 다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅 기술 중 쾌속조형 및 자유로운 입면 형상 구현이 가능한 S-LOM 방식의 비정형 거푸집 제작 프로세스를 제시하였다. 본 연구에서 비정형 거푸집의 재료로는 원하는 형상을 빠르고 용이하게 가공할 수 있는 EPS 로 선정하였으며, 거푸집 제작 프로세스는 Figure 2와 같이 설계단계, 제작단계로 구분하였다.

제안 방법

2) S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집 제작 프로세스와 각 작업 단계에서 활용되는 요소 기술의 특징을 구체적으로 제시한다.
3) 기존 CNC 밀링 방식과 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여 비정형 EPS 거푸집 제작 실물 모형 시험을 수행한다.
4) 기존 CNC 밀링 방식과의 비정형 거푸집 제작시간 및 기술의 정밀도를 정량적으로 비교 분석한다.
건축 분야에 활용되는 3D 프린팅 기술관련 연구 동향은 3D 프린팅 기술의 방식 측면으로 나누어 조사하였다. 본 연구에서는 여러 방식 중 건축물 및 부재를 직접 출력하는 용융 적층 조형(Fused deposition modeling; 이하 FDM) 방식, 선택적 레이저 소결(Selective laser sintering; 이하 SLS) 방식과 거푸집을 출력하는 박막적층(Laminated object manufacturi ng; 이하 LOM) 및 그 외 방식에 대하여 Table 1과 같이 조사 하였다.
CNC 밀링 방식은 S-LOM 방식과 유사하게 컴퓨터 지원 제조(Computer aided manufacturing;이하 CAM) 프로그램으로 G-code를 생성하게 되며, 마하3 프로그램으로 구동된다. 또한 CNC 밀링 범위의 한계로 본 실물 모형 시험은 비정형 거푸집을 2개로 나누어 제작한 후 이를 접착 결합하는 방식으로 진행되었다. CNC 밀링 방식의 작업 순서는 ① 설계 단계 ② G-code 생성 단계 ③ 데이터(Data) 입력 단계 ④ CNC 밀링 작업 단계 ⑤ 단차 제거 단계로 진행되었다.
따라서 본 연구에서는 기존의 비정형 거푸집 제작의 한계점을 극복하기 위해 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집 제작 공법을 개발하였다. 또한 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집의 제작 프로세스(Pro cess) 및 각 작업 단계에 활용되는 요소 기술의 특징을 구체적으로 제시하였다. 최종적으로는 제작 프로세스에 따른 실물 모형 시험을 통해 기존 거푸집 제작공법과 제작시간 및 정밀도를 측정하여 두 기술을 비교분석하고자한다.
이에 본 연구에서는 3D 프린팅 기술 중 S-LOM 방식을 활용한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법을 개발하고 프로세스를 제시하였다. 또한 본 공법의 현장 적용성 검증을 수행하기 위하여 실물 모형 시험을 통한 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다.
전체적으로 CNC 밀링 방식과 유사하게 진행되었으며, CNC 밀링 방식과의 차이점으로는 분할 단계 및 적층 결합 단계가 추가되었다는 점, 절삭방식이 다르다는 점이 있다. 또한 본 실물 모형 시험은 앞서 제시한 S-LOM 방식의 프로세스와는 다르게 기존의 분할 작업용 프로그램을 활용하지 않고, 3D 캐드 프로그램에서 바로 분할 작업을 진행하였다.
[17]은 Free-form formwork 3D printer(F3D) 장비를 활용한 비정형 EPS 거푸 집의 생산 프로세스를 제시하였다. 또한 실물 모형 시험을 통하여 기존 강재 거푸집을 사용한 시공기술과 제작비용 및 작업 시간을 비교분석하였다[17]. 하지만 EPS 재료를 사용한 시공 기술과 비교가 이루어지지 않았으며, 절삭 속도가 느린 열선 기반의 3D 프린팅 장비를 활용하여 연구를 수행하였다.
따라서 본 연구에서는 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 통한 비정형 EPS 거푸집 제작 공법을 개발하고 제작 프로세스를 제시하였다. 또한 실물 모형 시험을 통해 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다. 연구결과, S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용할 경우 CN C 밀링 기술 대비 약 57.
하지만 본 연구에서는 S-LOM 방식 3D 프린팅 기술과 기존 CNC 밀링 기술의 정밀도, 제작시간에 대한 비교분석만 수행 되었다. 또한 실물 모형의 경우 최대 절단각도를 초과한 패널을 포함하여 22개의 다양한 형상의 패널로 구성되었지만, 거푸집 모듈 단위로는 실물 모형 시험이 1회 수행되었다. 이는 거푸집 모듈 단위의 제작시간과 정밀도의 통계적 유의미성 판단은 어렵다고 볼 수 있다.
또한, 본 연구에서는 유리테이프를 대체할 수 있는 표면 코팅 방법을 개발하기 위하여 50mm×50mm×200mm(가 로×세로×높이) 콘크리트 공시체 제작 후 탈형 테스트를 진행 하였다.
기존의 CNC 밀링 기술은 모든 가공이 프로그램에 의해 가공되는 방식으로, 재료 및 공구를 1회 부착하면 공작 기계 등이 EPS를 조각하여 원하는 형상을 구현하는 방식이다. 본 연구에 서는 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여 비정형 벤치 생산을 위한 거푸집을 제작할 때와 기존의 CNC 밀링 기술을 활용하여 동일한 형상의 거푸집을 제작할 때의 정밀도, 작업 시간을 비교하였다.
건축 분야에 활용되는 3D 프린팅 기술관련 연구 동향은 3D 프린팅 기술의 방식 측면으로 나누어 조사하였다. 본 연구에서는 여러 방식 중 건축물 및 부재를 직접 출력하는 용융 적층 조형(Fused deposition modeling; 이하 FDM) 방식, 선택적 레이저 소결(Selective laser sintering; 이하 SLS) 방식과 거푸집을 출력하는 박막적층(Laminated object manufacturi ng; 이하 LOM) 및 그 외 방식에 대하여 Table 1과 같이 조사 하였다.
한편, 콘크리트 타설 후 보통 견출작업이 수행되는데, 견출작업을 통해 거푸집 제작 시 발생한 오차를 일정 수준 극복할 수 있다. 본 연구의 S-LOM 방식은 개발 초기 단계로, 현장 인터뷰를 참고하여 Table 6의 C급 절대 변형값 기준인 13mm에 50% 할증을 한 19.5mm를 목표로 정밀도 분석을 수행하였다.
재료는 두 방식 모두 EPS로 선정하였으며, 표면 코팅 작업은 두 방식 모두 동일한 면적에 대해 수행되므로 실물 모형 시험의 범위는 설계단계부터 단차 제거 작업까지로 설정하였다. 실물 모형 시험에 활용된 비정형 벤치 거푸집 모형은 Table 3과 같이 캐나다 토론토에 위치한 워터파크 시티(Waterpark city) 의 비정형 벤치 모형 모듈 중 일부로 선정하였다.
또한 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 비정형 거푸집의 제작 프로세스(Pro cess) 및 각 작업 단계에 활용되는 요소 기술의 특징을 구체적으로 제시하였다. 최종적으로는 제작 프로세스에 따른 실물 모형 시험을 통해 기존 거푸집 제작공법과 제작시간 및 정밀도를 측정하여 두 기술을 비교분석하고자한다.
또한 실물 모형 시험을 통하여 기존 강재 거푸집을 사용한 시공기술과 제작비용 및 작업 시간을 비교분석하였다[17]. 하지만 EPS 재료를 사용한 시공 기술과 비교가 이루어지지 않았으며, 절삭 속도가 느린 열선 기반의 3D 프린팅 장비를 활용하여 연구를 수행하였다.
하지만 본 연구에서는 S-LOM 방식 3D 프린팅 기술과 기존 CNC 밀링 기술의 정밀도, 제작시간에 대한 비교분석만 수행 되었다. 또한 실물 모형의 경우 최대 절단각도를 초과한 패널을 포함하여 22개의 다양한 형상의 패널로 구성되었지만, 거푸집 모듈 단위로는 실물 모형 시험이 1회 수행되었다.

대상 데이터

실물 모형 시험의 정밀도 비교에는 3D 형상의 정밀한 비교 분석을 위하여 레이저를 활용한 3D 스캐닝(3D scanning) 기술이 사용되었다. 3D 스캐닝 장비로는 형상의 오차에 따라 출력되는 색상과 밝기 조절이 가능한 스테레오스캔 네오(Stere oscan neo)가 활용되었다. 측정된 형상에 대한 정보는 역설계 되어 3D 캐드 파일로 변환된 후, 기존 3D 캐드 설계 도면과 자동으로 비교되어 형상의 오차값이 계산된다.
거푸집의 크기는 600mm×660mm(폭×높이)이며, 절단 각도의 범위는 5도에서 120도 사이로 설정되었다.
CO₂ 레이저 절단 방식에서 사용되는 레이저 빔은 차수가 작을수록 집속되는 레이저 빔의 직경이 작아 정밀한 가공이 가능하고 큰 출력 밀도를 가질 수 있다[21]. 따라서 본 연구에 서는 차수가 작은 Transverse electromagnetic(TEM)₀₀ 모드의 CO₂ 레이저 빔이 사용되었다. CO₂ 레이저 빔은 볼록렌즈를 통과한 후 굴절되어 저장된 G-code를 따라 EPS 패널을 절삭하게 된다.
본 연구는 비정형 건축물을 대상으로, S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여 비정형 EPS 거푸집을 제작하는 것을 연구의 범위로 하였다.
본 연구에 활용된 CNC 밀링 기계는 4축 장비로써 깊이 250mm 까지 작업이 가능하며, 절단 속도는 약 25mm/sec 정도이다. CNC 밀링 방식은 S-LOM 방식과 유사하게 컴퓨터 지원 제조(Computer aided manufacturing;이하 CAM) 프로그램으로 G-code를 생성하게 되며, 마하3 프로그램으로 구동된다.
이에 본 연구에서는 3D 프린팅 기술 중 쾌속조형 및 자유로운 입면 형상 구현이 가능한 S-LOM 방식의 비정형 거푸집 제작 프로세스를 제시하였다. 본 연구에서 비정형 거푸집의 재료로는 원하는 형상을 빠르고 용이하게 가공할 수 있는 EPS 로 선정하였으며, 거푸집 제작 프로세스는 Figure 2와 같이 설계단계, 제작단계로 구분하였다.
비정형 벤치의 높이는 660mm이므로 EPS 패널은 총 22장이 투입되었다. S-LOM 방식을 활용한 비정형 EPS 거푸집 제작 순서는 Figure 9와 같이 ① 설계 단계 ② 분할 단계 ③ G-code 생성 단계 ④ 데이터 입력 단계 ⑤ 절삭 단계 ⑥ 적층 결합 단계 ⑦ 단차 제거 단계로 진행되었다.
재료는 두 방식 모두 EPS로 선정하였으며, 표면 코팅 작업은 두 방식 모두 동일한 면적에 대해 수행되므로 실물 모형 시험의 범위는 설계단계부터 단차 제거 작업까지로 설정하였다. 실물 모형 시험에 활용된 비정형 벤치 거푸집 모형은 Table 3과 같이 캐나다 토론토에 위치한 워터파크 시티(Waterpark city) 의 비정형 벤치 모형 모듈 중 일부로 선정하였다. 거푸집의 크기는 600mm×660mm(폭×높이)이며, 절단 각도의 범위는 5도에서 120도 사이로 설정되었다.

이론/모형

따라서 한 개의 EPS 패널의 윗면 둘레의 좌표와 아랫면 둘레의 좌표를 삼각형 형태로 이어서 ‘면’의 형태로 변환하는 과정이 필요하다. 변환된 측면 삼각형이 최종 절단 경로라고 할 수 있으며, 삼각 분할은 들로네 삼각분할(Delaunay triangul ation)법이 활용된다[20].
실물 모형 시험의 정밀도 비교에는 3D 형상의 정밀한 비교 분석을 위하여 레이저를 활용한 3D 스캐닝(3D scanning) 기술이 사용되었다. 3D 스캐닝 장비로는 형상의 오차에 따라 출력되는 색상과 밝기 조절이 가능한 스테레오스캔 네오(Stere oscan neo)가 활용되었다.

성능/효과

4분이나 적게 소요되었다. S-LOM 방식의 특성 상 다수의 패널이 적층되기 때문에 적층 결합 작업과 표면 단차 제거 작업에서 작업 시간이 각각 16.3분, 35분씩 더 소요되었지만, 전체 작업 시간은 S-LOM 방식이 259.6분 적게 소요되었다. 따라서 작업 시간 측면에서는 CNC 밀링 방식보다 S-LOM 방식이 훨씬 우수 하다고 할 수 있다.
또한 S-LOM 방식은 3D 프린터의 절단 속도 조정을 통해 본 연구에서 제안한 비정형 거푸집 설계기준을 충족시킬 수 있다. 따라서 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하는 것이 CNC 밀링 기술보다 현장 적용성이 우수할 것으로 판단된다.
[17] 의 연구에 따르면 1,296mm×1,296mm×562mm 크기의 비정형 벤치 견출작업에는 약 1시간이 소요되므로 본 연구에서 제작한 거푸집의 경우 견출작업이 약 30분이 채 걸리지 않을 것으로 예상된다. 따라서 비정형 거푸집 제작시간과 정밀도를 종합적으로 고려할 때 S-LOM 방식을 활용하는 것이 CNC 밀링 방식을 활용하는 것보다 현장 적용성이 우수할 것으로 예상된다.
본 연구의 실물 모형 시험은 소형 부재를 대상으로 수행되어 대형 부재를 생산하거나 다량의 부재를 생산할 경우, 기존의 CNC 밀링 기술에 비해 제작시간을 크게 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 S-LOM 방식은 3D 프린터의 절단 속도 조정을 통해 본 연구에서 제안한 비정형 거푸집 설계기준을 충족시킬 수 있다. 따라서 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하는 것이 CNC 밀링 기술보다 현장 적용성이 우수할 것으로 판단된다.
5mm의 오차의 최대 절댓값이 발생하였다. 또한, 오차의 표준편차값은 S-LOM 방식이 CNC 밀링 기술보다 3배 크게 측정되었다. 따라서 제작시간 측면에서는 S-LOM 방식이 더 우수하다고 할 수 있지만 정밀도 측면에서는 CNC 밀링 기술이 더 정밀하다고 할 수 있다.
분석 결과, S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술은 기존의 CNC 밀링 기술 대비 제작시간 측면에서 약 57.4%의 제작시간 단축 효과가 있었다. 한편, 정밀도 측면에서 CNC 밀링 기술과 S-L OM 방식의 3D 프린팅 기술은 각 설계도면 대비 21.
분석 결과, S-LOM 방식의 경우 오차의 최대 절댓값이 20.5mm 발생하였는데 1mm의 오차는 3D 프린터의 절단 속도 조정을 통해 충분히 극복 가능한 수준이다. 또한 Lee et al.
또한 실물 모형 시험을 통해 기존 CNC 밀링 기술과의 제작시간 및 정밀도에 대한 비교 분석을 실시하였다. 연구결과, S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용할 경우 CN C 밀링 기술 대비 약 57.4%의 제작시간 단축 효과가 있었다. 또한 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술의 경우 설계도면 대비약 20.
오차의 최대·최소 절댓값에는 두 방식 간에 큰 차이가 없었으나, 오차값의 표준편차에서 S-LOM 방식이 3배 크게 측정되었다.
작업 별 소요 시간 비교 분석 결과, CNC 밀링 방식보다 S-LOM 방식에서 EPS 밀링 및 절삭 작업 시간이 314.4분이나 적게 소요되었다. S-LOM 방식의 특성 상 다수의 패널이 적층되기 때문에 적층 결합 작업과 표면 단차 제거 작업에서 작업 시간이 각각 16.
S-LOM 방식을 활용한 비정형 EPS 거푸집 제작 순서는 Figure 9와 같이 ① 설계 단계 ② 분할 단계 ③ G-code 생성 단계 ④ 데이터 입력 단계 ⑤ 절삭 단계 ⑥ 적층 결합 단계 ⑦ 단차 제거 단계로 진행되었다. 전체적으로 CNC 밀링 방식과 유사하게 진행되었으며, CNC 밀링 방식과의 차이점으로는 분할 단계 및 적층 결합 단계가 추가되었다는 점, 절삭방식이 다르다는 점이 있다. 또한 본 실물 모형 시험은 앞서 제시한 S-LOM 방식의 프로세스와는 다르게 기존의 분할 작업용 프로그램을 활용하지 않고, 3D 캐드 프로그램에서 바로 분할 작업을 진행하였다.

후속연구

이는 거푸집 모듈 단위의 제작시간과 정밀도의 통계적 유의미성 판단은 어렵다고 볼 수 있다. 따라서 추후 연구에서는 비정형 거푸집 설계기준에 부합할 수 있도록 3D 프린터의 절단 속도를 조정한 후, 기존의 CNC 밀링 기술과의 경제성에 대한 비교와 함께 다수의 실물 모형 시험을 수행하여 제작시간과 정밀도에 대한 추가적인 검증을 수행할 예정이다. 또한 자동 적층 결합 장치 등 패널을 일직선으로 수직 적층할 수 있는 기술의 개발과 3D 프린터의 절단 속도를 개선시킬 수 있는 기술이 추가적으로 필요하다고 사료된다.
따라서 추후 연구에서는 비정형 거푸집 설계기준에 부합할 수 있도록 3D 프린터의 절단 속도를 조정한 후, 기존의 CNC 밀링 기술과의 경제성에 대한 비교와 함께 다수의 실물 모형 시험을 수행하여 제작시간과 정밀도에 대한 추가적인 검증을 수행할 예정이다. 또한 자동 적층 결합 장치 등 패널을 일직선으로 수직 적층할 수 있는 기술의 개발과 3D 프린터의 절단 속도를 개선시킬 수 있는 기술이 추가적으로 필요하다고 사료된다.
5mm의 오차의 최대 절댓값이 발생하였다. 본 연구의 결과는 거푸집 제작시간과 정밀도 측면에서 S-LOM 방식 기술의 현장 적용 가능성을 확인하여, S-LOM 방식 기술의 개선및 공법 활성화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구의 실물 모형 시험은 소형 부재를 대상으로 수행되어 대형 부재를 생산하거나 다량의 부재를 생산할 경우, 기존의 CNC 밀링 기술에 비해 제작시간을 크게 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 S-LOM 방식은 3D 프린터의 절단 속도 조정을 통해 본 연구에서 제안한 비정형 거푸집 설계기준을 충족시킬 수 있다.
[5]은 CNC 가공된 T형 경량철골들로 틀을 구축한 후 그 지오메트리(Geometry)를 따라 철근을 배근하고 와이어 메시(Wire mesh) 등을 활용한 철망거푸집 제작 기술을 제안하였다. 이 경우, 철근을 CNC 밀링으로 가공하기 때문에 재료비용 감소와 제작시간 단축에 관한 추가적인 연구가 수행될 필요가 있다.
하지만 3D 프린팅 기술을 활용하여 비정형 건축물 및 부재를 직접 출력하는 방식은 정밀도가 낮아 접합부 시공문제가 발생하며, 입면적인 자유곡면을 구현하기 어렵다는 한계점이 존재한다[19]. 이러한 한계점을 극복하기 위해서는 쾌속조형이 가능하고 입면형상을 자유롭게 구현할 수 있는 S-LOM 방식으로 비정형 거푸집을 제작하는 방안이 효과적일 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하는 것이 CNC 밀링 기술보다 현장 적용성이 우수할 것으로 판단되는 근거는 무엇인가?	본 연구의 실물 모형 시험은 소형 부재를 대상으로 수행되어 대형 부재를 생산하거나 다량의 부재를 생산할 경우, 기존의 CNC 밀링 기술에 비해 제작시간을 크게 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 S-LOM 방식은 3D 프린터의 절단 속도 조정을 통해 본 연구에서 제안한 비정형 거푸집 설계기준을 충족시킬 수 있다. 따라서 S-LOM 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하는 것이 CNC 밀링 기술보다 현장 적용성이 우수할 것으로 판단된다.
	경사대응형 박막적층 (Sloped-laminated object manufacturing; 이하 S-LOM) 방식이란 무엇인가?	한편, 3D 프린팅 기술의 절삭 방식 중 경사대응형 박막적층 (Sloped-laminated object manufacturing; 이하 S-LOM) 방식은 재료를 절삭한 후 적층하여 원하는 형상을 구현하는 방식으로, 쾌속조형이 가능하며 자유로운 입면형상의 구현이 가능하다는 장점이 있다.
	철재 거푸집이 가지는 장,단점에는 무엇이 있는가?	목재 거푸집은 재료비가 싸고 제작시간이 짧은 반면, 다양한 형상을 구현하는데 한계가 있다. 철재 거푸집은 컴퓨터 수치 제어(Computeriz ed numeric control; 이하 CNC)기술을 이용하기 때문에 자유로운 형상을 정확하고 정밀하게 가공할 수 있으나, 거푸집 제작시간이 길고 재료단가 및 제작비용이 매우 높다. CNC 밀링 기술을 활용한 EPS 거푸집은 철재 거푸집보다는 저렴하나, 제작시간과 가공시간이 길어 비정형 건축물 시공에 적용된 사례가 많지 않다.

참고문헌 (23)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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