3D 프린팅 건축: 개념에서 시공까지 - 허구인가 현실인가?

선진국에서 주택이나 아파트에 산다면, 당신의 건물은 아마 벽돌과 모르타르로, 전통적인 방식과 전통적인 소재로 지어졌을 것입니다.

하지만 3D 프린팅에 대해 많이 읽어보셨다면, 필라멘트를 위해 벽돌과 모르타르를 포기하는 '3D 프린팅 건물'에 대한 이야기를 몇 가지 접해보셨을 것입니다. 요즘은 뭐든 3D 프린팅할 수 있는 것 같고, 사람이 살 수 있는 구조물도 예외는 아닙니다.

그렇다면 3D 프린팅 건물들이 실제로 전 세계에 들어서고 있을까요? 주택이 적층 제조의 진정한 응용 분야인가, 아니면 프린팅된 건축 구조물이 3DP 애호가들이 자사 기술의 가능성을 과장한 단순한 예에 불과할까요? 당신은 3D 프린팅 건물에서 살게 될까요, 아니면 3D 프린팅 커뮤니티의 대담한 약속들이 근 미래에 잊혀질까요?

이 글에서는 건설 및 건축 분야에서 3D 프린팅의 주요 응용 사례들을 살펴보며 3D 프린팅 건물의 실행 가능성을 판단해 보려 합니다.

3D 프린팅 주택

여러 기업이 3D 프린팅 기술을 사용해 전체 거주 가능 구조물을 제작하려 시도해 왔으며, 그 동기도 다양합니다.

어떤 이들은 3D 프린팅이 건설에서 자재비와 인건비를 줄일 수 있다고 믿습니다. 또 다른 이들은 적층 기술의 친환경 자격을 강조합니다. 일부는 자연재해로 피해를 입은 위기 지역의 해결책으로 3D 프린팅 주택을 봅니다.

사실, 지금까지의 실제 3D 프린팅 주택 사례들은 복불복입니다. 이 분야의 대부분 3D 프린팅 기술은 일반적인 플라스틱이나 금속 3D 프린터에 비해 정확도가 꽤 낮은, 상당히 조잡한 콘크리트 증착 시스템을 사용합니다.

따라서 기계가 두꺼운 벽을 만들 수는 있지만, 복잡한 디테일은 다른 제조 공정에 맡겨야 합니다.

2018년, 3D 프린팅 기업 아이콘(ICON)은 24시간 만에 지을 수 있는 3D 프린팅 주택을 공개했습니다. 하지만 건물 규모가 작고 추가적인 비프린팅 자재가 사용된 점을 고려하면, 이러한 건설 방식이 전통적 방식보다 현저히 더 빠르고 비용 효율적이며 신뢰할 수 있는지는 불분명합니다.

아피스 코어(Apis Cor)라는 또 다른 회사는 다른 접근법을 취하며 3D 프린팅 주택의 대중화를 시도하고 있습니다. 지속 가능성과 구호에 초점을 맞추는 대신, 최소한의 인력으로 건설 프로젝트를 실현할 수 있는 '완전 자율 장비'를 만드는 데 주력하고 있습니다.

3D 프린팅 주택에는 흥미로운 측면이 일부 있지만, 지금까지 성공적인 사례는 매우 적습니다.

설계 요소 (Design features)

건설 및 건축에서 3D 프린팅의 더 현실적인 응용은 외부 및 내부 설계 요소의 3D 프린팅입니다. 여기에는 캐노피, 비내력 내부 벽, 타일, 장식 요소 등이 포함될 수 있습니다.

예를 들어 러시아의 스페카비아(Specavia)는 자사의 콘크리트 3D 프린터를 사용해 타워, 아치, 난간 파티션, 스토브, 벽난로 같은 소규모 건축 요소를 프린팅합니다. 이러한 요소들은 디지털로 커스터마이징해 전통 방식으로 지어진 건물 내에 설치할 수 있으며, 이를 만드는 3D 프린터는 전체 건물을 프린팅하도록 설계된 것보다 더 휴대하기 편합니다.

내부 설계 요소로는 가능성이 더 넓습니다. 방수와 안정성에 덜 신경 써도 되므로, 엔지니어링 플라스틱 등 더 다양한 소재를 사용해 눈부신 구조물을 만들 수 있습니다.

2015년, 베이징 창의 설계 연구소(Beijing's Laboratory for Creative Design)는 베이징 디자인 위크에서 거대한 실내 3D 프린팅 파빌리온을 공개했습니다. 매우 실용적인 건축물은 아니었지만, 미래지향적인 외관의 파빌리온은 이 분야에서 3D 프린팅의 심미적 가능성을 보여주었습니다.

훨씬 더 일반적인 3D 프린팅 응용은 의자, 테이블, 조명 기구 같은 3D 프린팅 가구 설계입니다.

건축 모형 (Architectural models)

아마 당신은 정말 건물 전체를 3D 프린팅할 수 있을지도 모릅니다: 벽, 지붕 등 모든 것을. 사실 많은 건축가들이 축소된 3D 프린팅 건축 모형을 설계하고 제작할 때 그렇게 합니다.

3D 프린팅은 미니어처 건축 모형을 만들 때 전통적 방식(예: 막대 구조물)에 비해 많은 이점을 제공합니다. 디지털 CAD 파일을 완벽하게 복제할 수 있는 능력은 당연히 매우 유용하며, 디자이너가 사용할 수 있는 다양한 색상과 소재는 유연성을 제공합니다.

또한 엄청나게 빠르고 쉽습니다. 수작업으로 건축 모형을 만드는 것은 카드 탑 쌓기와 비슷합니다: 복잡함이 많고, 전체가 무너질 위험이 항상 있습니다. 3D 프린팅으로는 모형을 한 조각으로 안전하게 프린팅할 수 있어 수작업 기술이 거의 필요하지 않습니다.

건축가들은 이제 개념 개발과 클라이언트 프레젠테이션을 위해 정기적으로 3D 프린팅으로 모형을 만듭니다. 특정 기술에 국한되지 않으며, FDM, SLS, 컬러젯(ColorJet) 및 기타 3D 프린터 모두 좋은 효과를 볼 수 있습니다.

현재로서는 실제 크기의 구조물보다 3D 프린팅된 건물 모형을 볼 가능성이 훨씬 높습니다. 그건 바뀔 수 있지만, 당분간은 전통적인 비프린팅 주택에서 편안하게 지내셔도 됩니다.