3D프린팅과 컴퓨터 설계 병합해 '초경량 무폐기물 콘크리트' 개발

미시간 대학의 터브먼 칼리지 연구원들은 ‘초경량, 무폐기물 콘크리트’를 만들었다.

연구원들은 3D 프린팅 분야의 혁신적인 세부 정보를 공개했다. 건축가 아가이 메이보디와 DART 실험실 연구원 알리레자 바이람반드, 그리고 린 위신이 이끄는 '셸 월(Shell Wall)'시스템은 이 콘크리트가 동일한 크기의 기존 솔리드 콘크리트 시스템보다 72% 더 가볍다고 주장한다.
연구팀의 프로젝트는 3D 프린팅 도구 헤드가 지면과 평행하거나 단일 평면을 따라 작동하는 전통적인 3D 콘크리트 프린팅에서 출발했다. 애리조나에 있는 3D 인쇄 주택의 설계와 건설을 심층적으로 검토한 결과 공구 헤드는 정의된 경로를 따라 모르타르를 수평층에 증착시켜 금형을 완성하고, 철근 또는 콘크리트로 보강될 때까지 프로세스를 반복하는 순서를 가진다.

책임 연구원 메이보디는 전통적인 접근 방식을 수행하면서 "연구팀이 개발한 기술은 많은 콘크리트 소비로 이어지고 그릇 모양이나 각진 형태, 돌출부, 층을 이루는 캔틸레버, 필라멘트 섹션, 각도 변화 등 복잡한 모양의 경량물에 적용할 수 있다"고 설명했다.

대조적으로, '셸 월'은 ‘토폴로지 최적화’라는 프로세스에서 계산된 설계를 사용한다. 이는 강도나 무게를 고려하여 성능에 따라 3D 프린팅 콘크리트의 가장 효율적인 분포를 생성하는 방식이다.

따라서 3D 경로에 따라 계산된 모델을 고유한 모양과 형상으로 만들어낼 수 있다. 새로운 프로세스는 불필요한 구축을 제거하면서 모든 요소를 결합할 수 있을 뿐만 아니라 더 낮은 비용으로 우수하고 환경 친화적인 구조물을 건설할 수 있다.

이 혁신적인 방안은 텍사스 호텔리어 리즈 람베르트와 새로운 3D 프린팅 협업을 공개한 지 몇 주 후 공개되었다. 이 팀은 견고하고 표현력이 풍부한 3D 프린팅 흙벽을 이미 한 달 전에 발표한 바 있다.


노정용 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com