대규모 3D 프린팅 기술 발전으로 에너지 효율적인 미래의 주택을 합리적인 가격에 빠르게 지어 소유하는 꿈이 현실화될 수 있을 것으로 기대된다. 세계경제포럼(WEF)가 3D 프린팅 기술이 노숙자들에게 주택 소유의 꿈을 이뤄줄 가능성이 높다고 진단한 어젠다를 발표하고 요약 자료를 홈페이지에 게재했다.
◆ 미래 주택 건설
현장에서 3D 프린터 로봇을 사용해 건축하는 주택 개발 프로젝트가 미국 텍사스 주에서 구체화되고 있다. 오스틴 외곽에 100채의 주택을 건설하는 이 프로젝트는 미국 주택건설 대기업인 레나(Lennar)와 3D 프린팅 회사 아이콘(ICON)이 파트너십을 맺고 진행하고 있다.
CNBC는 이 기술이 전기 및 배관 시스템을 포함해 새 집의 벽을 기존 건축 방식보다 약 3배 빠르고 최대 30%의 비용으로 건설할 수 있다고 보도한 바 있다.
레나의 스튜어트 밀러 회장은 US뉴스네트워크에서 "이번 프로젝트는 100가구의 주택 건설이지만 향후 대폭 확장될 것으로 기대한다“면서 ”공사기간을 단축하고 비용도 대폭 절감할 수 있는 미래 건설“이라고 말했다.
현장에서 움직이는 프린터는 거의 완전 자동화돼 있으며 주택당 3명의 작업자만 있으면 가능하다. 노동집약적이었던 건설 환경을 완전히 바꾸어 작업비를 대폭 절감할 수 있다. 전 세계 어디서든 노무비가 건설의 상당 부분을 차지한다. 아이콘의 CEO인 제이슨 발라드는 ”로봇에 의한 건설은 자동화와 노동력 감소로 이어지며 궁극적으로는 인건비 절감, 나아가 건축비의 대폭 절감으로 귀결된다“고 설명했다.
발라드는 또 ”3D 프린팅 주택은 더 나은 디자인과 우수한 건축, 더 높은 에너지 효율성 및 향상된 탄력성을 가지고 있다“고 덧붙였다.
◆ 3D 프린팅의 작동
3D 프린팅 적층 제조는 컴퓨터가 생성한 주택 디자인 파일을 기반으로 건설된다. 층별로 3차원 물제를 생성하는 것이다. 장난감 집을 실제 집처럼 확대한 것으로 생각하면 쉽다. 복잡한 형상을 쉽게 만들 수 있으며 기존 제조 방법보다 재료도 덜 사용한다. 부품과 제품을 현장에서 인쇄할 수 있어 운송 물류도 줄어든다.
아이콘의 벌컨(Vulcan) 건축 시스템은 3D 프린터와 라바크리트(Lavacrete)라 부리는 고강도 건축 자재를 만드는 휴대용 시멘트 혼합 장치로 구성된다. 소프트웨어 플랫폼은 디지털 아키텍처를 생성한 다음 현장에서 3D 프린터 로봇을 제어하면서 천천히 주택을 건설한다. 그런 다음 지붕, 창문 및 문을 설치한다.
◆ 3D 프린팅, 주택 위기 해결사 될까
2020년 말 미국의 주택 부족은 거의 400만 가구에 달했다. 미국 모기지 업체 프레디맥에 따르면 최근 몇 년간 원자재 가격 급등이 주택 건설 둔화를 초래했으며 코로나19 대유행 기간 동안 목재 가격은 150% 상승했다.
미국 주택도시개발부에 따르면 3D 콘크리트 프린팅(3DCP)은 건설 산업이 직면한 많은 문제를 풀어가는 데 도움이 될 것으로 예상된다.
기존 콘크리트 구조에 비해 3DCP의 장점은 더 많다. 정밀하고 예측 가능한 건설 결과를 도출할 수 있고, 로봇이 구조물을 정밀하게 제작함에 따라 숙련된 노동자를 더 생산적인 작업에 투입할 수 있다. 작업자 안전이 향상되며, 전체적인 가격이 큰 폭으로 떨어진다.
◆ 3D 프린팅의 미래 관리
WEF의 트레이드테크(Trade Tech) 이니셔티브는 4차 산업혁명 기술이 어떻게 글로벌 무역을 촉진하고 미래 지향적인 정책 및 비즈니스 전략을 개발할 수 있는지 연구 분석하고 있다. WEF는 3D 프린팅이 비즈니스에 미치는 영향에 대한 보고서에서 사물인터넷(IoT) 및 인공지능(AI)과 함께 기술이 진정한 디지털 제조를 가능하게 할 잠재력이 있다고 지적한다.
3D 프린팅 시장규모가 빠르게 성장하고 있지만, 여전히 전 세계 제조 시장 12조 8000억 달러의 적은 부분을 차지하고 있다. 아직은 시작 단계라는 얘기다. 3D 프린팅은 이전에는 불가능했던 새로운 시각적 형태의 대량 맞춤 제조를 가능하게 하고, 제품 제조 방식을 혁신할 수 있다고 어젠다는 지적한다.
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