트란 반 미엔 부교수 연구팀은 육류 분쇄기와 어묵 압출기의 작동 원리를 기반으로 주택 건설용 콘크리트 압출을 위한 3D 프린터를 개선 및 개발했습니다.
이 기술은 5월 23일 호치민시 과학기술국 산하 과학 기술정보통계센터(CESTI)가 주최한 3D 프린팅 기술 응용 동향 워크숍에서 트란 반 미엔 부교수(건설공학 전문가)에 의해 소개되었습니다.
미엔 씨는 2019년부터 팀이 개발한 3D 프린팅 기술이 시장에서 판매되는 어묵 압출기나 육류 분쇄기의 작동 방식을 기반으로 한다고 밝혔습니다. 이러한 분쇄기는 수평으로 작동하는 반면, 3D 프린터는 수직으로 작동합니다.
이러한 원리를 바탕으로, 3D 프린터와 유사한 원리로 수직축을 따라 작동하는 CNC 기계들이 개발되었습니다. 이 기계는 컴퓨터를 통해 소프트웨어로 제어되며, 소프트웨어를 사용하여 기술 매개변수를 설정하고 작동을 제어합니다.
트란 반 미엔 부교수가 자신과 동료들이 설계한 3D 프린터로 제작된 집 옆에 서 있다. 사진: 조직위원회.
이 콘크리트 배합은 PC50 시멘트, 강모래, 물, 감수제, 플라이애시, 규소흄, PP 섬유 등으로 구성됩니다. 배합 공식은 가소성, 변형이나 결함이 없는 균일한 크기, 그리고 하중 지지력을 확보하기 위해 여러 차례 시험을 거쳤습니다.
처음에 3D 프린팅 실험팀은 테이블과 의자 같은 물건들을 제작했습니다. 성공 후에는 가로 5미터, 세로 14미터, 면적 70제곱미터의 집을 프린팅했습니다. 제작자들에 따르면, 68시간 동안 연속으로 프린팅하면 집의 기본 구조가 완성되고, 그 후 현관문, 창문, 지붕, 내부 마감 작업을 진행할 예정입니다.
미엔 부교수는 콘크리트 혼합물을 다공성 구조로 층층이 쌓아 올려 벽을 제작하기 때문에 벽이 하중을 견디는 동시에 단열 효과를 제공하여 쾌적한 실내 환경을 조성한다고 설명했습니다. 또한, 제작된 주택은 투수성과 압축 강도 요건을 충족합니다. 미엔 부교수는 "벽에 나타나는 균열은 주로 연속 인쇄 과정에서 콘크리트가 프린팅 헤드 표면에 달라붙어 막힘 현상을 일으키기 때문입니다. 따라서 3D 프린팅으로 주택을 제작할 때는 장비 점검 및 벽체 보수를 위해 중간중간 휴식 시간이 필요합니다."라고 덧붙였습니다.
연구팀은 앞으로 더 큰 규모의 주택을 3D 프린팅으로 제작하는 작업을 계속할 계획입니다. 최근 한 베트남 교민이 1층과 2층으로 구성된 주택을 주문했습니다. 연구팀에 따르면 3D 프린팅 주택은 기존 건축 방식보다 훨씬 빠르게 지을 수 있고, 인건비를 절감하며, 개인의 아이디어를 바탕으로 독창적인 건축 디자인을 구현할 수 있습니다.
과학자들에 따르면, 베트남에서 3D 프린팅 기술은 아직 상당히 새로운 기술이기 때문에 현재 기술 표준이 마련되어 있지 않습니다. 주택 건설 분야에서도 3D 프린팅 프로젝트에 사용되는 재료, 시공 과정, 품질 검사 등에 대한 기술 표준이 전무한 실정입니다.
전 세계적으로 3D 프린팅 기술은 10년 이상 과학자들에 의해 광범위하게 연구되고 응용되어 왔습니다. 세계 특허 데이터베이스에 따르면, 3D 프린팅 기술은 1986년 미국에서 처음 등장하여 특허를 받았습니다. 이 기술은 2010년 이후 급속도로 발전했으며, 지적 재산권 출원 건수에서 중국(46,000건 이상)과 미국(5,300건 이상)이 선두를 달리고 있습니다. 이 중 전자빔을 이용한 적층 제조 기술이 38%를 차지하며, 기계 공학 분야가 26%로 가장 많이 응용되고 있습니다.
세계지식재산기구(WIPO) 베트남 사무소 자료에 따르면 2022년 말까지 전국적으로 3D 프린팅 관련 특허 출원 건수는 총 61건이었다. 이 중 베트남 출원인은 9건으로, 2건은 등록 완료, 6건은 심사 대기 중, 1건은 거절되었다. 베트남의 발명은 주로 3D 프린팅 재료, 장비 및 관련 부품에 관한 것이다.
하안
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