3D 모델링과 프린팅 기술 그리고 일곱 가지 건축 아이디어

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3D 모델링과 프린팅 기술 그리고 일곱 가지 건축 아이디어

Juhwan Moon Juhwan Moon
 de style  par A4AC Architects,
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3D 프린터에 대한 이야기를 들어본 사람이라면, 그 무궁무진한 가능성을 한 번쯤 상상해봤을 것이다. 예컨대 3D 프린터만 있다면, 얼마든지 자신이 가진 데이터를 바탕으로 원하는 물건을 만들 수 있다. 실제로 일상생활에 필요한 소품부터 커다란 기계에 이르기까지 3D 프린터로 제작할 수 있다. 그럼 3D 프린터로 집을 짓는다는 상상은 어떨까? 실제로 최근 많은 연구기관과 기업에서 이를 건설 분야에 적용하는 일이 이루어지고 있다. 아직 우리 일상 깊숙이 자리 잡진 않았지만, 가까운 미래에 3D 프린터로 만든 집 안에서 살고 있을지도 모른다. 그래서 이번 기사는 3D 모델링과 프린팅 기술 그리고 이를 반영한 일곱 가지 건축 아이디어를 소개하는 시간이다.

1. 오늘날 3D 모형화 기술과 건축의 만남

3차원 모형화 기술은 컴퓨터를 기반으로 이루어진다. 이전의 건축 모형이 실제 물리 환경 속에 존재하는 것이라면, 오늘날 컴퓨터로 구현한 건물은 가상현실 속에 있다. 그러나 이러한 3차원 디지털 모형은 디자인 의도에 따라 변형이 간단한 것이 장점이다. 이를테면 건축가나 건축주가 원하는 대로 건물의 형태를 바꾸거나, 질감을 새로 가미해 마음에 드는 결과물을 얻을 수 있다. 그리고 3차원 디지털 모형은 3D 프린팅을 위한 바탕이 된다.

한국의 건축사무소 Yoonzip Interior Architecture에서 디자인한 주택은 3D 모형화 기술을 바탕으로 다양한 실험을 거쳤다.

2. 3D 프린팅 기술은 건축에서 어떤 의미일까?

3D 프린팅은 앞서 언급한 3차원 디지털 모형에 기반한다. 3차원 디지털 모형 정보를 프린터로 출력하는 방식이다. 그럼 3D 프린팅 기술은 건축에서 어떤 의미를 가질까? 사람의 손을 거치지 않는 대신 기계로 생산한다는 점, 무한히 복제할 수 있는 데이터를 바탕으로 형태를 만들어내는 점 그리고 균일한 품질을 유지할 수 있는 점을 주목하자. 이는 3D 프린팅 기술이 기존 건축의 가치관을 모두 바꿔놓을 수 있다는 점을 시사한다.

컴퓨터 그래픽 기술로 구현한 집이 궁금할 수 있다. 여기 기사에서 작은 안뜰이 자연을 품어내는 금산군의 전원주택 계획안을 만나 보자.

3. 3D 프린터의 작동 방식과 모형 제작 방법

3D 프린터로 모형을 만드는 방법은 다양하다. 예컨대 최근 가장 많이 사용하는 방식은 튜브 형태의 수지를 녹여서 차곡차곡 쌓아 모형을 만드는 적층식이다. 녹인 수지가 다시 딱딱하게 굳는 성질을 이용한 방식이다. 그다음은 분말 형태의 재료에 접착제를 뿌려 형태를 만드는 방식도 있다. 두 가지 방식 모두 기존의 3차원 모형화 작업이 바탕이다. 또한, CNC(Computer Numerical Control, 컴퓨터 수치 제어) 절삭은 커다란 덩어리를 깎아내는 모형화 방법이다. 


4. 현재 건축 분야에서 활용되는 3D 프린팅 기술

그럼 현재 건축 분야에서는 어떻게 3D 프린팅 기술이 활용될까? 가장 활발하게 사용하는 분야는 모형 제작이다. 사람의 손길이 닿지 않아도 재빠르게 모형을 제작할 수 있는 데다, 이를 통해 공간의 모습을 미리 예측하고 다양한 실험에 도전할 수 있다. 그만큼 모형제작에 필요한 시간도 줄어들고 인건비도 절약하는 건 덤이다. 여기에 더해 최근 해외 건설 회사에서는 콘크리트 3D 프린터로 건물을 지어 분양하기도 한다.

5. 3D 프린팅 기술을 반영한 건축 자재의 개발

3D 프린팅 기술 덕분에 원하는 어떠한 형태도 쉽게 만들어낼 수 있다. 게다가 데이터와 프린터만 있다면 누구나 집에서 인쇄할 수 있다. 예를 들어 어린 자녀의 장난감 부품을 바꿔야 하거나, 주방 설비의 한 부분을 교체하는 상황을 떠올리자. 3D 프린터로 이를 재빨리 인쇄하면 그만이다. 가게를 드나들거나 밖에 나갈 필요도 없으므로 유용하다. 이는 우주항공 분야에서 3D 프린팅에 주목하는 이유기도 하다.

6. 새로운 BIM 기술과 3D 프린터의 만남은?

BIM(Building Information Modeling, 빌딩 정보 모형화) 기술이란 건물과 대지의 정보를 바탕으로 다양한 디지털 표현을 만들어내고 관리하는 것을 일컫는다. 그럼 이러한 기술과 3D 프린터가 만난다면 어떨까? 도면이나 모형 제작의 효율성뿐만 아니라, 구조 계산과 물량 산출에 이르기까지 폭넓은 분야에서 높은 경제성을 기대할 수 있다. 이는 특히 조립식 주택의 생산과 관리 차원이 이전과 달라질 수 있음을 뜻한다.

7. 3D 프린팅 기술과 로봇 공학의 만남은?

Maisons de style  par stpmj,

3D 프린팅 기술과 로봇 공학이 만난다면 어떨까? 이를테면 사람이 들어가기 힘든 작은 공간에서 로봇이 망가진 부분을 보수하는 모습을 상상해보자. 아니면 사람이 직접 작업하기 위험한 공간에서 로봇이 일을 대신에 할 수 있다. 벽돌을 차곡차곡 쌓는 로봇부터 인공지능에 따라 아름다운 공간을 스스로 만드는 로봇도 생각해보자. 여기에 3D 프린팅 기술로 형태와 공간을 만들어보자.

사진의 공간은 한국과 미국에서 활동하는 건축사무소 stpmj에서 설계한 주택의 외관이다. 섬세하게 쌓은 블록이 세련된 분위기를 연출한다. 자세한 내용은 여기 기사에서 벽돌로 만든 다채로운 표정을 지닌 집을 찾아가 보자.

<사진: 송영섭>

Maison de Village : Maisons de style  par Lautrefabrique ,

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