지속 가능하고 저렴한 주택을 향하여: 3D 프린팅은 미래인가 현재인가?

최근 몇 년간 건설업계는 전례 없는 어려움에 직면해 있습니다. 숙련된 인력의 부족으로 인건비가 상승하고, 전 세계적으로 주택이 부족하며, 전 세계적으로 기후 변화의 영향이 그 어느 때보다 뚜렷해지고 있습니다. 따라서 전통적인 건설 방식에 의문을 제기하고 혁신의 한계를 뛰어넘는 것이 최우선 과제가 되었으며, 업계는 디지털 전환 시대에 진입하면서 새로운 기술을 구현해야 했습니다. 그러나 특히 유망해 보이는 혁신이 하나 있는데, 바로 3D 건축 프린팅입니다. 비교적 최근이지만 이 기술은 이미 수많은 구조물, 주택 및 아파트 건물에서 성공적으로 테스트되어 우리가 알고 있는 주거용 건축을 재편하고 있습니다. 따라서 3D 프린팅은 가까운 미래에 보다 효율적이고 지속 가능하며 비용 효율적인 대규모 주택 솔루션을 위한 실행 가능한 대안이 될 수 있으며, 사람들의 삶에 긍정적인 영향을 미치고 보다 푸르고 건강한 도시에 기여할 수 있습니다.

그렇다면 3D 프린팅은 어떻게 작동할까요? 간단히 말해서, 거푸집을 사용하지 않고 컴퓨터 제어 프로세스를 통해 3차원 형상이 만들어집니다. 대형 인쇄기를 사용하여 콘크리트(또는 모르타르, 토양, 특수 폴리머 또는 재활용 및 기타 플라스틱과 같은 기타 재료)를 층별로 압출하여 벽, 기초, 기둥, 계단 및 기타 건축 요소를 형성합니다. 시스템은 휴대 가능하므로 오프사이트, 조립식 생산 및 현장 적용에 적합하므로 빈번한 재배치 및 교정이 필요하지 않습니다. 프린터가 조립되면 보안된 금속 프레임의 3개 축을 따라 작동하며 광범위한 응용 분야에 대해 어느 방향으로든 구성할 수 있습니다.

능률

의심의 여지 없이 인쇄 프로세스는 효율성과 생산성을 높일 수 있는 상당한 잠재력을 제공합니다. 처음부터 높은 수준의 계획 신뢰성을 제공할 뿐만 아니라 조정 및 모니터링 노력도 적게 필요합니다. 목재나 벽돌과 같은 표준 재료를 사용하면 집을 완성하는 데 몇 달 또는 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 하지만 3D 프린터를 사용하면 제작 시간이 대폭 단축됩니다. 실제로 Saint Gobain Weber Beamix의 마케팅 관리자인 Marco Vonk에 따르면 "작업 현장에서 약 60%의 시간과 80%의 인건비를 절약할 수 있습니다." 이는 집을 며칠 만에 처음부터 지을 수 있다는 것을 의미하며 이는 비용도 절감된다는 것을 의미합니다. 사람의 실수나 현장 조건으로 인해 정밀도가 제한되는 기존 건축과 달리 최종 건물은 종이에 그림을 인쇄하는 것처럼 디지털 모델의 정확한 복사본입니다. 이러한 의미에서 자동화된 프로세스에는 감독이 거의 필요하지 않으며 수동 입력도 필요하지 않으므로 설계 오류 및 작업자 부상 가능성이 줄어듭니다.

지속 가능성

종종 높은 자원 및 에너지 효율성은 지속 가능성의 동의어입니다. 3D 프린팅이 100% 환경친화적이 되기까지는 갈 길이 멀지만, 특히 기존 방법과 비교할 때 뛰어난 환경적 이점을 제공합니다. 자연적으로 더 적은 재료가 필요한 속이 빈 벽을 프린팅하는 것 외에도 프린터는 디지털 모델에 생명을 불어넣는 데 필요한 정확한 양을 사용하여 궁극적으로 콘크리트 사용을 최소화합니다. 또한 현장 설치나 거푸집 공사가 필요 없기 때문에 일반적으로 매립되는 건설 폐기물이 크게 줄어듭니다. 또한 3D 프린터를 개발하면 흙으로 만든 둥근 집, 진흙으로 만든 작은 집, 대나무 합성물로 만든 구조물 등 유기적이고 지속 가능하며 재생 가능한 재료로 구조물을 만들 수 있습니다. 따라서 더 적은 재료를 사용하고, 폐기물을 덜 발생시키며, 운송 요구를 줄이고 잠재적으로 천연 또는 재활용 재료를 사용함으로써 인쇄된 건물은 탄소 배출량을 대폭 줄일 수 있습니다.

디자인 유연성

3D 프린팅은 동일한 모델을 반복적으로 생산할 수 있는 자동화된 프로세스임에도 불구하고 높은 설계 유연성을 제공합니다. 디지털 모델 내에서 쉽게 변경이 가능하고 각 디자인에 따라 시스템을 구성할 수 있기 때문에 곡선 또는 직선 벽, 매끄러운 표면 또는 거친 표면, 평면 또는 각진 표면 등 실질적으로 모든 표면과 모양이 가능합니다. 예를 들어, House Zero와 Beckum House는 구조적 효율성을 제공하는 것 외에도 집 내에서 유동적인 움직임을 만들어내는 이중 피부 곡선 벽을 특징으로 합니다. 이러한 방식으로 극도로 생산적인 과정에서도 건축가는 독특하고 혁신적이며 눈길을 끄는 건물을 만들기 위한 창의적인 가능성을 탐구할 수 있습니다.