현대엔지니어링 "로봇·3D프린팅 활용 '비정형 건축' 시공기술 개발…특허 출원"

[아시아경제 김유리 기자] 현대엔지니어링이 비정형 건축분야에서 스마트 건설 기술을 확보하고 시장 선점에 나섰다.

현대엔지니어링은 25일 비정형 건축 구조물 시공을 위해 초고성능 콘크리트(UHPC, Ultra High Performance Concrete)를 재료로 안 철근 적층형 3D 프린팅과 거푸집 제작에 로봇을 활용한 기술을 개발하고 관련 특허를 출원했다고 밝혔다.

이번 기술 개발은 세계적으로 증가하고 있는 비정형 건축 분야 시공 기술을 선점하기 위해 현대엔지니어링과 삼표가 공동 연구한 결과다. 로봇 구동을 위한 프로그램 개발엔 건축 로봇 솔루션 스타트업 'BAT'도 참여했다.

현대엔지니어링은 "2018년 개발 착수 후 2년여간 연구 끝에 초고성능 콘크리트와 스마트 건설기술(로봇·3D 프린팅)의 융합을 기반으로 한 3D 프린팅 비정형 건축물 시공 기술을 확보하는 성과를 이뤘다"며 "주요 적용 스마트 건설기술로는 국내 최초 3D 프린팅 비정형 철근 제작, 로봇을 이용한 스티로폼(EPS) 거푸집 제작, 3D스캐닝 정밀도 검측 등이 있다"고 설명했다.

일반적 건축물은 직선으로 이뤄진 반복적 형태로 거푸집 제작과 콘크리트 타설 등이 수월하다. 반면 독창적인 형태를 갖는 비정형 건축물은 복잡한 곡면과 유선형을 포함하고 있어 시공 난이도가 높다.

비정형 건축물 시공의 중요한 요소는 거푸집설치와 균열 보강 방식이다. 기존 시공 방식은 비정형 형상에 맞춰 철근을 일일이 가공해 사용하거나 콘크리트 균열을 제어하기 위해 강섬유를 사용하며 특수거푸집 제작이 필요하다. 이는 강섬유 노출에 의한 부식 발생과 거푸집에 의한 품질 저하 문제를 가지고 있다.

이번에 개발한 비정형 건축물 시공 기술은 금속 3D프린팅 기술로 구조물 형상에 따라 철근을 비정형 형태로 적층 제작하고 6축 다관절 로봇이 EPS를 절삭, 밀링 가공해 오차를 최소화한 거푸집을 제작하게 된다. 이를 이용하면 제작 시간을 크게 단축할 수 있고 오차가 거의 없는 정밀 시공이 가능하다.

현대엔지니어링과 삼표는 기술 개발의 성과를 검증하기 위한 실물 구조물(Mock-up)을 시공해 기술 개발 성과를 점검했다. 다양한 곡선으로 이뤄진 비정형 구조물을 시험 제작했다. 시공을 완료하고 3D스캐닝을 이용해 검측한 결과 시공오차는 ±2.5mm 이내로 기술 신뢰성을 입증했다는 설명이다.

현대엔지니어링 관계자는 "4차산업혁명의 주요 기술을 활용한 스마트 건설기술을 이용해 세계적으로 확대되고 있는 고강도 비정형 건축물 제작 역량을 확보했다"며 "개발된 기술을 이용해 비정형 고강도 PC 외장재와 공동주택 문주 특화 시공 등 현대엔지니어링 특화 상품 개발·적용을 확대해 나갈 것"이라고 말했다.

김유리 기자 yr61@asiae.co.kr