05. 3D 프린팅으로 집을 짓는 방법

<미래를 위한 디자인>

3D 프린팅 기법으로 짓는 건물

콘투어 크래프팅

건축 산업은 환경 영향의 규모가 매우 크다. 전 세계 자원의 40% 정도가 건축에서 소비되고 있으며, 그로 인해 배출되는 이산화탄소의 양은 전체 배출량의 33%에 달한다. 남부 캘리포니아 대학교의 베로크 코쉬네비스 교수가 개발하는 콘투어 크래프팅은 에너지 사용과 탄소 배출을 줄일 수 있는 건축 기술이다. 흙손을 장착한 로봇 팔과 압출 분사구로 구성된 콘투어 크래프팅은 본질적으로는 대형 시제품을 단 시간에 만드는 방법인 3D 프린팅 기법을 활용한 건축 자동화 기술이다. 

NASA의 탐사 기지 구축을 위한 시제품. 콘투어 크 래프팅 컴퓨터 기술은 NASA의 2014년 미래 디자 인 콘테스트에서 그랑프리를 수상했다. http://www-rcf.usc.edu/~khoshnev/

노즐 부분. 콘투어 크래프팅은 전체적인 구조와 부 수적인 구조를 자동으로 구축할 수 있는 기술이다. 남부 캘리포니아 대학교 신속 자동화 제조기술센터 (CRAFT)의 베로크 코쉬네비스 교수. 미국, 1996 연구 시작. 폴리머, 점토, 콘크리트  

컴퓨터로 제어되는 작업 시스템에 의해 분사구를 앞뒤로 움직이면서, 콘크리트를 10센티미터 정도의 두께로 압출시키며 여러 겹 쌓는 방식으로 형태를 만들어낸다. 그래서 구조물이 한 층씩 “프린트”된다고 할 수 있다. 건축 폐기물이 없으며 재료를 적게 사용하고 원료와 설비, 노동력의 이동을 줄여줌으로써 비용과 손실을 낮추는 동시에 건축 시간은 단축된다. 코쉬네비스 교수와 동료들의 연구에 따르면, 콘투어 크래프팅은 콘크리트 블록을 이용한 표준적인 건설에 비해 이산화탄소 배출량은 75%, 에너지 소비량은 50%를 감축하게 된다.

콘투어 크래프팅 프로젝트는 거대한 건축 구성재들을 조립하기 위한 고속 시제품 제작 기술로 1996년에 시작되었는데, 2007년에 실제크기의 둥근 벽체 시제품 시공에 성공함으로써 중요한 전기를 맞이하게 되었다. 이 시제품은 조만간 시각적 또는 청각적인 차단벽이자 안전벽으로서 그리고 방수벽으로 쓰일 수 있을 것이다. 궁극적인 목표는 건축 부지에 설치된 선로 같은 트랙 위에 콘투어 크래프팅 기계를 탑재하고, 집 한 채(문이나 창문은 직접 손으로 만들어 넣어야 하겠지만)를 “프린트”하는 것이다. 

보강 구조. 콘투어 크래프팅 기술을 이용하면 집 한 채든 디자인이 다른 집단 주택이든 각 주택에 전기, 배관, 공기 조절을 위한 설비를 하면서 한꺼번에 구 축할 수 있다.  

건축 비용은 획기적으로 낮춰질 것이며, 건축 기간도 대폭 줄어들게 될 것이다. 특히 코쉬네비스 교수는 2010년에 NASA에 출석해서 콘투어 크래프팅 기술이 화성이나 달에 기지를 건설하는 데 응용될 수 있다고 설명하였는데, NASA는 2013년에 콘투어 크래프팅 기술 개발을 위한 연구 지원을 결정했다. 이 연구에는 달에서 조달한 재료 90%에 지구에서 가져간 재료는 10%만을 사용하여 달 맞춤형 구조를 구축하는 기술도 포함된다.

콘투어 크래프팅 기술을 적용할 수 있는 분야는 거의 제한이 없다. 비상시의 응급 구조물이든 또 는 저소득층용 주택이나 상업용 건물이든 이 기술 을 활용할 수 있다.