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Nikkei X-TECH_2022.5.24

공공 공사에서 파급되는 건설용 3D프린터
철도와의 친화성이 높은 3D프린터
JR동일본이 최초로 구조물 구축에 사용

철도 공사는 야간에 할증 임금을 내고 단시간에 공사를 할 수밖에 없으며 소음 또한 신경을 써야 할 필요가 있다. 그런 제약을 한 방에 해결하는 방법으로 JR동일본이 주목한 것이 바로 건설용 3D프린터다. 2022년은 역사(驛舍)에 설치하는 벤치를 3D프린터로 조형하는 프로젝트를 도쿄대와의 제휴를 통해 실시한다.

운반 대차에 실은 건설용 3D프린터가 레일 위를 이동하며 소정의 위치에 멈춰, 기둥의 형틀 부분을 구성하는 부재를 수 시간 동안 조형해나간다--. JR동일본과 아이자와(會澤)고압콘크리트(홋카이도)는 선로를 따라 토목 구조물이 배치되어 있는 철도공사 특유의 3D프린터 용도를 상정한 실험을 실시했다.

“철도 공사는 3D프린팅의 기술을 도입하기 쉬운 환경이 갖춰져 있다”라고 JR동일본 도쿄공사사무소 총무과의 이구치(井口) 부과장은 말한다.

철도 공사는 야간에 전원 공급을 차단한 뒤에 실시하며 다음날 아침 운행 개시까지 끝낼 필요가 있다. 시공 시간이 매우 짧아, 많은 인원을 투입시켜 공사를 마무리하는 것이 일반적이다. 좁은 장소에 많은 사람이 몰리기 때문에 안전에도 특히 유의해야 할 필요가 있다.

이처럼 철도공사는 시공 현장의 시간 및 공간적 제약이 많다. 그런 점에서 3D프린터를 사용하면 인원을 줄일 수 있으며 안전에도 기여하기 때문에 이와 같은 문제들을 한꺼번에 해결할 수 있다. 도시지역에서는 인근 주민과의 갈등의 원인이 되는 소음도 줄일 수 있다.

레일 상에서 프린터를 이동시키는 방법 이외에도 선로와 선로 사이에 프린터를 설치하는 시공 방법도 생각할 수 있다. 영업에 장애가 되지 않는다면 24시간 무인 시공도 실현 가능하다.

-- 역사(驛舍) 벤치를 대학과 콜라보로 조형 --
JR동일본이 철도와 친화성이 높은 3D프린터에 주목하기 시작한 것은 지금부터 3년 전으로 빠르다. 기능 보유자 및 기술자 부족 문제를 해결하기 위해 2019년 건설부문의 연례 계획 최초로 '3D프린터를 통한 무인화 시공'을 내용에 포함시켰다. 그 이후, 지속적인 기술 개발을 추진하고 있다.

지금까지 아이자와고압콘크리트와 공동으로 프리캐스트 난간을 프린트 하는 등 시험시공을 많이 실시해 왔다. 해결해야 할 과제는 쌓여있지만, 구현을 위한 준비는 착실히 이뤄지고 있다.

2022년도에는 드디어 실제 구조물에 대한 적용이 실현될 예정이다. “토목 구조물을 만들고 싶다고 해서 갑자기 만들 수 있는 것은 아니다. 그렇기 때문에 무인 역사(驛舍)의 재건축에 따라 역 안에 설치하는 벤치를 3D프린터로 제조할 예정이다. (이구치 부과장)

또한 도쿄대학 대학원과의 콜라보레이션으로 실시한다. 대학원 강의를 통해 학생이 제안한 디자인 중에서 JR동일본이 선택하여 프린트할 방침이다.

이구치 부과장은 “벤치가 만들어지면, 이번에는 한 단계 더 나아가 역사(驛舍)의 재건축에 3D프린터를 사용할 생각도 하고 있다. 최종적으로는 토목 구조물에 대한 적용을 목표로 한다”라고 밝히고 있다. 긴 선로상에 설치하는 방음벽이나 난간, 설비의 기둥 등을 조형 대상으로 생각할 수 있다.

또한 “3D프린팅 기술의 우위성이 발휘될 수 있는 제약 조건이 많은 곳부터 적용해 나갈 예정이다. 재료비가 비싸더라도 공사기간을 줄일 수 있다면 3D프린팅이 비용 측면에서 메리트가 있을 것이다”라고 이구치 부과장은 말한다.

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