본문 바로가기

적용 사례

건축분야에서의 Stratasys 3D프린터 활용 사례

제작 기술
3D 프린팅 > PolyJet
사용 재료
PolyJet 재료
적용 분야
예술
활용 업체
희림(Heerim)
Overview
3D프린팅 기술로 모형제작팀이 인정받게 되었고 직원들의 워라벨을 찾을 수 있었습니다
문의 전화 : 02 - 6929 - 4117

활용 사례

스트라타시스 3D프린터, 장비가 아닌 든든한 동료입니다.

1970년에 설립된 (주)희림종합건축사사무소는 한국 건축 설계 업체를 대표하는 건축 설계 및 관리 회사입니다. 
인천국제공항 제 1 여객터미널, 베트남 롱탄 국제공항, 카타르 알투마마 스타디움, 
아제르바이잔 바쿠올림픽스타디움, 동북아무역센터의 건축설계를 담당했습니다. 
희림은 1997년 업계 최초로 ISO 9001 인증을 취득했으며 2004년에는 ISO 14001 인증도 취득했습니다. 
2012년 '1천만불 수출의 탑'을 수상했고 이듬해에는 성장 잠재력을 갖춘 
'World Class 300 프로젝트' 기업으로 선정되었습니다. 
이외에도 아제르바이잔, 베트남, 중국 등 50여 개국에서 150여 건의 건축 설계 작업을 진행한 글로벌 기업입니다.

 

 

건축 모형 제작의 어려움

건축 모형은 건축물의 기본 설계가 끝난 단계에서 건축물을 완성했을 때의 모습을 확인할 수 있고 
2D도면으로는 확인할 수 없던 건물의 형태나 기능 등 정확한 정보를 전달해줍니다.
건축 모형 제작은 설계 데이터와 0.1mm의 오차도 전체 모형에 큰 영향을 줄 수 있어
굉장히 정밀한 작업이 요구됩니다. 희림의 모형 제작팀은 건축 모형을 수작업으로
만들었습니다. 아크릴판을 레이저 커팅기로 절단한 후 열풍기로 열을 가해 원하는 형상을
구현해 내야 했습니다. 수작업으로 진행되다 보니 작업 시간이 오래 걸리고 설계
데이터와 오차가 발생할 가능성이 높았습니다. 작업 기간 내내 상주해야 하는 작업자는
잦은 야근으로 피로도도 컸습니다. 특히, 3D 곡률과 곡면 파사드 등 복잡한 디자인
설계 요소들을 표현하기에는 한계가 컸습니다. 최근 건축물 형상이 복잡해지는 트렌드에 따라 건축 모형
제작에도 많은 어려움이 발생했습니다. 게다가 건축주가 여러 건축사의 제안을 받아 경쟁을 통해 설계안을
결정하는 현상설계에서 설계권을 수주하기 위해선 정해진 마감 기간까지 모형을 완성해야 하므로 치열한
시간 싸움이 발생하는 작업이 되었습니다.

 


복잡하고 정교한 건축 구조도 문제없이 작업

희림의 모형 제작팀은 정밀한 형상 표현과 제작 시간 단축이라는 두 마리 토끼를 잡기 위해
10여 년 전 분말 재료를 사용하는 3D 프린터를 처음 도입했습니다. 하지만 세밀한 건축 디자인 요소를
표현하는 데 어려움이 있어 장비의 활용도가 떨어졌습니다. 또한, 희림은 투명 재질로 건축 모형을
만드는 트렌드를 반영하고자 새로운 3D프린터 도입을 모색했습니다. 이후 희림은 스트라타시스의
PolyJet 기술을 활용한 3D 프린터 Objet30 Pro를 도입했습니다. 이 장비를 도입함으로써 희림은
카타르 전통 모자인 ‘Gahfiya’의 패턴에서 영감을 얻은 카타르 월드컵 경기장 ‘알투마마
스타디움 (Al Thumama Stadium)’의 복잡한 건축 모형을 구현해낼 수 있었습니다. 그 형상이 복잡하고
곡면으로 구성되어 있어 수작업으로 표현하기 힘들었던 디자인을 3D 프린터를 활용하여 표현할 수 있었습니다.
또한, 실내 공간을 투명한 유리 지붕으로 씌우는 형태의 건축물인 아트리움 안쪽에 조밀하게 자리
잡은 복잡하고 정교한 구조물을 3D 프린터로 구현해 내는 데 성공했습니다. 스트라타시스 수용성 서포트
재료를 이용해 3D 프린터로 조형한 건축 모형 파트들을 수조에 1~2시간 담가 놓으면 서포트가 신속하고 쉽게
제거됩니다. 직접적인 작업을 감소시키고, 워터젯으로 서포트 제거 시 제거하기 힘든 내부 공간에 접근
가능하므로 건축 모형처럼 정교하고 쉽게 파손되기 쉬운 모델에도 적합합니다. 기존의 3D 프린팅 기술로는
서포트를 제거하는 과정에서 얇은 구조물들이 파손되고 변형되었습니다. 그 때문에 건축물의 복잡하고
세부적인 형상을 구현하는 데 많은 어려움이 있었는데 스트라타시스 수용성 서포트 재료를 적용하여 건축
모형의 전체적인 품질을 향상할 수 있었습니다.

 


한 명의 작업자 몫을 해내는 3D프린터

스트라타시스의 3D프린터는 작업의 효율성 또한 높여 주었습니다. 무엇보다 수작업으로 모형을 만들어
작업자의 업무 강도가 높았던 과거 작업 방식과 달리 프린터만 가동하면 복잡한 디자인 그대로 결과물이
나와 3D 프린터가 한 명의 인력을 대체해준다는 점에서 만족도가 매우 높았습니다. 3D 프린터의 우수한 생산성을
확인한 희림은 스트라타시스의 Objet Eden260VS 추가로 도입했습니다.
실제 희림은 베트남의 롱탄국제공항 국제 현상 설계에 제출할 건축 설계 모형을 제작할 때, 스트라타시스의 3D
프린터를 나흘 동안 쉬지 않고 가동해 빠르고 정밀한 모형 제작에 활용하였습니다. 희림의 모형제작팀은 퇴근할
때 장비를 가동해 놓고 다음 날 출근하면 원하는 파트가 프린팅돼 있고, 다시 장비를 가동해 퇴근 시간까지 다른
파트를 프린팅하는 작업을 반복했습니다. 3D 프린터가 없었다면, 작업자는 일주일은 꼼짝없이 작업실을
벗어나지 못했을 것입니다. 또한, 베트남의 문화적 특색을 담아낸 연꽃을 모티브로
디자인해 유연한 3D 곡률을 모형으로 표현하는 것이 관건인 롱탄 국제공항의 미려한 곡면 형태의 지붕을
정밀하게 구현해냈습니다. 출력한 8개의 파트를 조립해 색을 입히고 접착제로 조립해 건축 모형을 완성했습니다.
그 결과 희림은 미국, 영국, 독일 등 해외 건축 설계 전문 업체들을 물리치고 총사업비 1조8,000억 원, 기본
설계비 약 2,000만 달러에 달하는 대형 국책 사업 수주에 성공했습니다.

 


실력 인정과 워라밸을 찾아준 든든한 동료

희림 모형 제작팀의 김성우 실장은 “스트라타시스 3D 프린터는 정교하고 복잡한 건축 설계 모형을 신속하게
출력해줄 뿐만 아니라, 수작업으로 모형을 만들 때보다 퀄리티가 우수한 결과물을 만들어줘 회사 내외에서 모형
제작팀의 능력을 인정받게 해준 장비입니다. 또한, 3D 프린터는 실질적으로 한 명의 업무 담당하여 처리해주고
있습니다. 3D 프린터가 프린팅하는 동안 다른 업무를 처리할 수 있기 때문에 퇴근 시간도 빨라져 워라밸
(Work and Life Balance)을 찾아 줬습니다. 그동안 소홀했던 가정생활에도 신경 쓸 수 있어 좋은 남편이자
아빠가 될 수 있도록 도와줬습니다”고 말했습니다. 또한, “건축 모형에 퀄리티에 대한 만족도가 높아 긍정적으로
추가적인 도입을 고려하고 있다”며 3D 프린터의 활용도를 높이 평가했으며, “모형 제작팀뿐만 아니라
연구 부서, 주거 설비 부서에서도 3D 프린터를 활용할 수 있는 방안을 강구할 예정입니다”라고 향후 계획에 대해
설명했습니다.

제작시 고려사항

- 건축 모형 제작은 설계 데이터와 0.1mm의 오차도 전체 모형에 큰 영향을 줄 수 있어 굉장히 정밀한 작업이 요구됨