건축/환경에너지

Nikkei Construction_2023.1 (p64-65)

비약하는 기술
건설 3D프린터, 대형 토목 구조물에도 적용 예정
2023년 건설업계의 움직임

물고임통이나 보도/차도 경계 블록과 같은 소규모뿐만 아니라 대규모 토목 구조물에 대한 적용도 검토하고 있다. 농업토목에서도 활용될 전망이어서 실구조물에 대한 채용 실적은 2022년보다 늘어날 전망이다.

22년은 건설업계에 건설 3D프린터의 키워드가 뿌리내리는 해가 됐다. 스타트업 기업인 Polyuse(도쿄)와 이리마지리건설(고치시)이 22년 2월, 국토교통성 도사국도사무소의 도로 개량 공사에서, 3D프린터로 인쇄 조형한 물고임통을 본설 구조물로서 설치했다. 이를 시작으로 건설 3D프린터의 조형 사례가 각지에서 보고되고 있다. 전국적으로 시공 실적을 올리는 날은 그리 멀지 않았다.

Polyuse에 의하면, 22년도의 연간 목표 공사 건수는 30건 정도. 12월 시점에서 협의에 들어간 안건까지 포함하면 이미 목표를 웃돈다. “2023년도는 전년도 목표치의 3배 이상의 실적을 올릴 계획이다”(Polyuse의 오오카(大岡) COO(최고집행책임자)).

토목 구조물에서는 보도/차도 경계 블록이나 물고임통을 비롯해 경사면 블록, 중력식 옹벽 등 채용되는 종류가 많아졌다. 생산성 향상의 성과도 실증되고 있다. 이제는 대규모 구조물 조형을 바라보는 단계다.

대규모 구조물의 일부로 이미 채용된 것이 매설형 틀이다. 대형 건설사를 중심으로 사례가 늘고 있다. 예를 들면, 시미즈건설은 문형의 건설 3D프린터 ‘Shimz Robo-Printer’를 개발. 가동 범위가 넓기 때문에 미리 조립한 철근 주위에 형틀을 용이하게 조립할 수 있다.

현재 형틀은 비구조체로 간주해 설계상 내력(耐力)을 고려하지 않았다. 다만 Polyuse의 오오카 COO는 이렇게 밝힌다. “23년에는 3D프린터로 조형한 매설형 틀과 타설한 레미콘의 부착 일체성을 증명해, 일체의 구조물로 만드는 시행 공사를 교대(橋臺, Abutment)의 푸팅(Footing)에서 검토하고 있다”.

-- 농림수산성도 3D프린터에 주목 --
3D프린터가 ‘1업체에 1대’인 시대도 성큼 다가왔다. Polyuse는 22년에 자사의 3D프린터를 지방의 건설 회사에 처음 납품했다고 한다. 앞으로 자치단체 등이 3D프린터를 보유하게 되면, 긴급을 요하는 재해 시의 복구 작업에서 구조물을 간편하게 조형할 수 있게 된다.

정부와 학회의 움직임에도 관심이 쏠린다. 토목학회에서는 ‘3D프린팅 기술의 토목구조물 적용에 관한 연구소위원회’가 중심이 돼, 건설 3D프린터 관련 가이드라인과 기준에 대한 골자를 마련하는 해가 될 것으로 보인다.

국토교통성 국토기술정책종합연구소는 22년도에 ‘다능공 시공에 의한 콘크리트 골조 공사 등의 토목 현장 시공의 생산성 향상에 관한 공동연구’를 공모했다. 다능공의 시공 지원으로 3D프린터를 활용한 생산성 향상책에 대해 25년도까지 연구/검토해 나갈 방침이다.

국토교통성뿐만 아니라 농업토목을 담당하는 농림수산성도 3D프린터에 주목하고 있다. 농림수산성이 기대하는 것은 저수지의 여수로(Spillway) 등의 구조물이다. 호우 등으로 노후화되면서 저수지의 붕괴 사례가 잇따라 보고되면서 조속한 대책이 요구되고 있다. 유역 치수의 관점에서도 개수를 통해 홍수 조절 기능을 효과적으로 발휘할 필요가 있다.

에도시대 등 아주 오래전에 만들어진 저수지가 많고, 돌을 쌓아 올린 여수로 등도 적지 않다. 숙련자 부족으로 인해 3D프린터의 조형 기술에 초점을 맞추고 있다.

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