https://youtu.be/FUw3MWhD9dY  

무게가 가벼운 콘크리트 천장은 스위스 취리히연방공대(ETH Zurich)가 세우고 있는 실험적인 로봇제작 주택에서 사용된 혁신가운데 하나다. 3D 프린터에서 모래로 틀을 출력한 후 이를 이용해 콘크리트로 천장부분을 제작했다.

스위스 뒤벤도르프에 건설 중인 DFAB 하우스는 이제까지 건축에서 볼 수 없었던 다섯가지 디지털 건축방법을 보여준다. 콘크리트 스마트 슬랩(Smart Slab)은 이 가운데서도 가장 최근에 도입된 기술이다.

구조물은 컴퓨터로 설계되어 하중을 견디는데 필요한 최소한의 자재만을 사용하며, 그 결과 일반콘크리트 판의 절반정도로 무게가 준다. 

먼저 3D 샌드프린팅을 이용해 기본 틀을 만드는데, 3D 프린터로 작업하면 고도로 복잡한 구조물도  견고한 블록으로 쉽게 만들어낼 수 있다. 즉, 프린터로 보내기 전에 비본질적인 부분을 디자인에서 제외시킬 수 있다.

취리히공대는 이 같은 혁신적 기술로 “천편일률적인 밋밋한 천장을 반복적으로” 만들어내는 건축산업 현실을 바꿀 수 있을 것으로 기대하고 있다. 3D 프린팅 기술을 이용하면 꼭 필요한 자재만을 사용해 기하학적 정교성을 얼마든지 구현해낼 수 있다고 대학측은 설명한다.

스마트슬랩은 DFAB 주택의 1층과 2층 사이의 80제곱미터 공간을 덮는데, 총 무게가 15톤이며장식적인 물결무늬 디자인 적용된 부분 중 가장 얇은 곳의 두께는 불과 20mm이다.

스마트슬랩은 취리히공대에서 디지털건축기술을 가르치는 벤자민 딜렌부르거(Benjamin Dillenburger)교수팀이 개발했다. 산업체 협력사들과 함께 연구팀은 3D 샌트프린터로 접히는 모래언덕과 같은 틀을 만들었다. 인공 사암과 같은 자재를 사용했고 섬유강화콘크리트를 표면에 분부했다.

콘크리트를 직접 3D 출력할 수도 있지만, 이 같은 하이브리드 과정을 활용하면 고성능 섬유강화 콘크리트를 사용할 수 있게 되는 큰 장점이 있다.

취리히공대측은 이렇게 제작된 콘크리트 판을 콘크리트의 구조적 견고성과 3D 프린팅의 디자인적 자유를 결합한 제품이라고 설명한다.

두 번째 틀은 CNC 절단 목재를 사용한 기존의 몰드를 활용했고, 구조물의 아치형 그리드를 만드는데 썼다. 

연구팀은 특별제작한 소프트웨어를 이용해 두 개의 틀을 설계했고, 이를 이용해 최대한 두께가 얇아질 수 있는 모양을 선택하고 조명과 스프링클러 시스템의 위치와 최적의 크기를 조정했다.  콘크리트 판을 프로그램해 아날로그 방식으로는 불가능한 정교함을 확보했다고 연구팀은 설명했다.

취리히공대는 2017년에 건축계획을 발표한 이후 NEST에 DFAB 주택을 건설하고 있다.  NEST는 스위스 연방재료과학기술연구소(Empa institute for material science and technology development)와 스위스 연방물과학기술연구소(Eawag aquatic research organisation)가 운영하는 연구혁신을 위한 실험용 건물이다.

이 사업은 스위스 국립연구경쟁력센터(National Centre of Competence in Research) 디지털제조 프로젝트의 일환으로 진행되고 있다.

Project credits:

Project lead: Benjamin Dillenburger

Leading investigators: Benjamin Dillenburger, Robert Flatt, Joseph Schwartz

Contributing researchers: Mania Aghaei Meibodi (Project lead), Mathias Bernhard, Andrei Jipa, Demetris Shammas, Rena Giesecke, Jesus Medina, Melina Mezari, Matthias Leschok, Timothy Wangler, Nicolas Ruffray, Marco Bahr

Support: Ana Anton, Patrick Bedarf, Philippe Steiner, Ioanis Fousekis, Lorenz Brunner, Leander Peper, Xijie Ma, Michael Lyrenmann, Philippe Fleischmann, Andreas Reusser, Heinz Richner, Eleni Chatzi, Vasileios Ntertimanis, Harmanci Yunus Emre, Andreas Wieser, Robert Presl, Eugenio Serantoni, Valens Frangez, Adi Grüninger

자료출처: www.dezeen.com