캐나다의 한 거대 건축회사는 건설업계가 점점 더 그 재료를 사용할 것이라고 내기를 걸었지만, 그것은 많은 건축 법규에 포함되지 않았고, 기술적인 문제들도 남아 있습니다.
캐나다 최대의 건축회사이자 세계적인 엔지니어링 컨설팅 업체인 WSP가 3D프린터로 만들어진 콘크리트가 건설 인프라의 미래가 될 것이라며 과학저널 MDPI에 자체 연구 결과를 발표했다. 그러나 콘크리트는 친환경 건축 법규에서는 포함되지 않은 건자재로, 기술적 제도적인 한계가 분명하다. 이에 대해 WSP는 환경 측면은 기술적으로 충분히 해결할 수 있는 과제“라고 주장했다.
몬트리올에 본사를 둔 WSP는 미래의 건설 산업이 더 많은 3D 인쇄 콘크리트를 사용할 것이라는 판단 아래, 콘크리트와 결합된 인프라 및 청정에너지 프로젝트 등 새로운 응용 분야를 개발하고 있다. MDPI에 발표되고 저널 홈페이지에 실린 보고서 요약 게시글에 따르면 3D 인쇄 콘크리트는 인건비를 줄이고 건설 전체 비용의 낭비 요인을 없애며, 특히 시간을 줄이는데 유용하다.
3D 프린터는 콘크리트 구슬을 층층이 쌓아서 구조물을 만들어 올리고, 거푸집 없이 특이한 모양을 인쇄할 수 있다. WSP는 미국 콜로라도에 본사를 둔 재생 에너지 회사 RCAM테크놀로지와 협력, 건설사들이 3D 프린터를 활용해 시공하도록 컨설팅하고 있다.
WSP 및 RCAM은 풍력 터빈 타워 및 육상 기반 풍력 터빈 기초, 해상 풍력 터빈을 위한 지지 구조물, 부유식 해상 풍력 터빈을 위한 앵커, 심해 양수 수력 발전 저장 장치 및 부유식 해상 태양 에너지 구조물과 같은 청정에너지 구축물을 집중 개발하고 있다.
3D로 인쇄된 콘크리트는 집, 군대 막사, 사무실 건물, 교량 건축 등에 사용되어 왔다. 이 분야는 사용 영역과 기술 개발에서 기하급수적인 성장을 기록했다. 발전은 지속될 것으로 보인다. WSP도 자사 홈페이지에서 "3D 프린팅 기술은 특히 주택 부문에 큰 영향을 미치고 있으며, 활용 범위는 결국 인프라까지 확장될 것으로 예상된다"고 전망했다.
WSP에 따르면 새로운 3D 프린터도 다양한 방면으로 개발이 진행되고 있어 지질 중합체와 같은 보다 지속 가능한 재료로 확장될 가능성도 있다. 환경적인 관리가 3D 프린팅의 미래를 결정하는 중요한 요소가 될 것이라는 예상이다. 저탄소 콘크리트의 개발은 WSP의 최대 개발 과제다. WSP는 현재 폴리머 콘크리트 및 목재 복합재 등을 개발하고 있다.
3D 프린팅 콘크리트는 고유한 장점을 가지고 있으며, 특히 수직 구조물에 적합하다. 반면 수평 구조물에는 취약하다. 건축 면적이 넓을수록 3D 프린터의 설계 및 시공이 복잡해지기 때문이다. 또한 한 방향 또는 다른 방향으로 하중을 가했을 때 재질이 다르게 작용하기 때문에 콘크리트 부품을 보강하기 위한 인쇄 공정에 대한 최적의 해결책은 아직 존재하지 않는다.
한편, 영국에 본사를 둔 엔지니어링 회사 뷰로하폴드에 따르면, 많은 국가가 아직 건물 친환경 코드에 3D 프린팅 콘크리트를 포함하지 않고 있으며, 코드 승인을 얻는 것은 오랜 시간과 비용이 투입되어야 하는데, 이는 특히 새로운 기술과 건물 부문에서의 혁신이 오래 걸리는 이유이기도 하다고 BBC가 전했다.
그럼에도 불구하고, 3D 프린팅 콘크리트 기술은 점점 탄력을 받고 있다. 무엇보다 건축의 자동화를 완성할 수 있는 핵심 부문이기 때문이다. 3D 프린팅은 기존의 건설노동력을 3D 인쇄 운영 및 유지보수 작업으로 이동시킨다. 노동 인력의 감축보다는 노동력의 고급화를 부른다는 의미다. 또한 미래 프린터 및 건자재 계획 및 프로그래밍, 프린터 설정 및 개발을 위한 프로젝트도 지속될 것이라는 기대다.