| 2차년도 |
본 연구의 1차년도 최종 목표는 장비 각 구성부의 기초 디자인 설계와 FCP 콘크리트 배합비 도출을 위한 기초 배합비 산출에 있다.
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1. 양면 다점 프레스 방식의 "3D 프린터"- 1차년도에 실시할 예정인 요구성능 분석에서는 FCP를 제작하기 위한 상부 다점프레스의 필요 성능에 대한 검토를 실시한다. 이를 위해 기존 연구 및 유사하다고 판단되는 연구를 고찰하며 부족한 기계 공학적 설계 능력을 극복하기 위해 전문가와의 회의를 통해 자문을 구한다. 이와 같은 결과를 바탕으로 개념 디자인을 진행하며 개념 디자인에서는 분석된 요구성능 충족시키기 위한 기계적 디자인을 도출한다.2. 측면 형상 구현을 위한 형상 제어 기술- 3D 프린터의 측면 형상 구현을 위한 제어 기술 개발을 위해 1차년도에는 측면 거푸집 이동장치의 요구성능을 분석하고 개발하는 연구를 진행한다. 그 이후 형상 각도 조절 장치 개발에 관한 연구를 진행한다.-이 때 측면 거푸집 이동장치를 개발하기 위해 장비의 요구성능과 이동 방식에 대한 연구를 진행한다. 이를 위해 기존 연구를 고찰한다. 특히 이동 방식에 대한 연구를 진행할 때는 기계적 매커니즘을 설계하는 연구를 중점적으로 실시한다.-그 이후 형상 각도 조절 장치에 대한 연구를 진행할 때는 실제 비정형 건축물에서 필요로 하는 측면 각도를 분석하는 연구를 실시한 후 이를 바탕으로 요구되는 수치의 각도까지 조절 가능한 형상 각도 조절 장치를 개발한다. 이를 위해 위와 마찬가지로 요구성능을 고려한 개념 디자인을 도출하는 연구를 진행한 이후 세부 디자인을 도출하는 연구를 진행한다.3. FCP 생산용 최적 콘크리트 배합비 도출- 비정형 패널 제작 시 고려되는 콘크리트의 속경성 및 성형성의 개선을 위한 혼화재 및 혼화제 선정- 재료 선정 후 W/B를 고려한 콘크리트 배합 선정- 배합 선정 후 실험 진행
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
본 연구에서 제안하는 비정형 콘크리트 부재 생산기술은 첫째, 비정형 콘크리트 생산 관련 업무를 BIM을 이용한 설계-생산 인터페이스의 구축으로 Digital Design 업무 생산성, 효율성 향상이 기대된다. 둘째, 생산정보 시스템을 활용하여 양면 비정형을 포함한 다양한 형상의 비정형 콘크리트 부재 생산이 가능한 기술이 확보된다. 셋째, Digital Data와 CNC Machine을 사용하여 설계-생산 공정을 자동화으로 통합 관리하는 기술 확보가 기대된다. 넷째, 내외장 판넬 뿐 아니라 장식 몰드 등 부위별 제품의 요구 성능(크기, 물리적 특성 등)에 맞는 FCP 생산기술이 확보된다. 넷째, 장비를 이용한 가변형 거푸집을 사용하므로 기존기술 대비 폐기물 Zero, CO2 저감형 친환경 기술의 근간이 확보된다.
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제적ㆍ산업적 측면- 기존 비정형 건축물 시공을 위해 사용되는 거푸집은 재활용률이 낮은 1회성이다. 이로 인해 거푸집 제작에 따른 시간과 인력의 과다투입으로 경제성이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 그러나 본 연구에서 개발된 FCP 생산기술은 거푸집이 필요 없고, 일관된 품질과 경제성이 확보할 수 있다. 그 결과 비정형 건축물을 경제적으로 축조하는 기술을 제공하여 산업발전에 기여한다. 또한, 비정형 건축물이 점증하고 있는 해외시장에서 품질 및 원가 경쟁력을 바탕으로 시장 개척이 용이할 것으로 기대된다. ○ 사회적 측면- 본 과제의 최종 개발목표인 비정형 콘크리트 부재 생산기술은 발주자, 설계자, 시공자는 물론 성능평가를 위해 일반인 및 전문가의 관심과 참여를 유발하는 혁신적인 기술이다. 특히, 본 연구를 통해 축조된 비정형 건축물은 도시 사회를 미래 지향적으로 발전시키는 계기가 되며, 그 과정에서 축적된 DB는 다양한 전문가들이 각자의 목적에 따라 응용할 수 있다. - 또한 이 기술의 활용은 비정형 건축물을 구현하는 건설사업 참여자인 발주자, 설계자, 시공자, 산학 모두에게 기술적, 경제적, 학문적인 성과를 가져다 줄 것으로 기대된다. 즉, 발주자의 경우 건축물 공사비 감소 및 비정형 건축물 구현으로 인한 미래가치 증진이 이루어질 것이다. 설계자와 시공자는 발주자가 원하는 형태의 건축물 설계, 구현에 대한 기술한계, 시행착오와 R&D 비용을 감소에 기여할 것으로 예상된다. 또한 산학은 체계적인 비정형 건축기술에 대한 연구와 부재 생산방법에 대한 연구를 통한 학문적 기여가 이루어질 것으로 기대된다.
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| 활용방안 |
○ 형상 및 크기가 자유로운 FCP를 자동으로 생산함으로써 정밀도가 향상됨과 동시에 생산성을 높여 비정형 건축물의 원가 절감, 공기 단축이 가능해짐. 이로 인해 비정형의 일반 건축물 설계 및 시공 사례가 증가하는 효과를 기대할 수 있음.○ 건물 내부의 목적에 따라 설치되는 비정형 내장 패널 : 일반 건축물 내부의 미관을 향상시킨 비정형 마감재 콘서트 홀, 회의장 등의 음향처리와 함께 미적 성능을 확보하려는 비정형 흡음 마감재 등에 활용
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