日, 3D프린터 제작 '스피어' 일반용 주택 출시

[디지털비즈온 이호선 기자] 4차산업의 기술발달로 인해 3D 프린터로 집을 통째로 출력하는 '3D 프린터 주택'의 실용화가 현실감으로 다가왔다.

일본 효고현의 스타트업 기업 세렌딕스(Serendix Partners)는 3D프린터를 사용한 일반용 주택 ‘후지츠보 모델’을 개발하여 2023년 봄까지 약 500만엔(약 4838만 원)으로 단독주택의 판매를 목표로 하고 있다.

세렌딕스는 지난해 11월 중순에 3D프린터를 사용한 원형 주택 ’스피어(Sphere)’를 시제품으로 선보인다는 계획을 내놓았다.

스피어의 크기는 건축 기준법 대상에 해당하지 않는 바닥면적 10㎡(약 3평) 이하다. 콘크리트 등을 원재료로 외벽이나 바닥을 만들고, 지진 진동에 견디는 내진성을 높이기 위해 구형으로 만들었다.

내부 전기 설비는 사람이 시공하지만 총 3일이면 집 한 채가 완성된다. 인건비 및 건축 재료의 물류비를 줄여 건축비용은 300만엔(약 3100만원) 정도다. 다만 설치 시 별도로 토지구입이 필요하다.

3D 프린터 주택은 실용화되고 있지만, 일본 국내에서 판매하는 것은 스피어가 첫 사례라고 일본 외신들이 전했다. 건설과 판매는 주택 메이커나 건설회사 등 약 40개사로 구성된 컨소시엄이 공동으로 담당한다. 구입을 희망하는 기업은 약 40개사에 이르며, 개인 구매 희망자도 100명이 넘는 것으로 알려졌다.

◇세렌딕스 3D프린터로 24시간 이내에 시공 완료

일본 생활종합 매거진 'Housing Tribune Online' 자료에 의하면 세렌딕스는 “세계 최첨단의 집”창출을 컨셉으로, 2018년 8월에 설립했고, 올해 3월에는 일본 제1호가 되는 3D 프린터 주택의 24시간 이내의 완성을 목표로하고 있다고 소개했다.

이번 시공에 있어 해외 컨소시엄 참가 기업인 3D 프린터 메이커 2개사와 공동으로 하체부분을 출력했다. 몸체는 약 20톤 있었지만, 몸체의 조립은 3시간에 완료되었다. 방수 처리나 개구부 등의 주택 시공을 불과 23시간 12분만에 완료했다.

향후 새로운 시공 시간 단축을 목표로 시공 공정 중 2/3의 시간이 걸린 외벽의 도장 등의 마무리 공정을 3D 프린터로 출력할 수 있는 설계로 변경하여 마무리 시공 개소의 로봇화를 진행시키는 검토 시작했다. 올해 2월에는 3D 프린터 시공에 의한 단열 기구의 설계를 실시해 특허 출원도 실시하고 있다.

◇구조 형식은 철근 콘크리트조(RC조)

구체의 집의 출력에는 고도의 기술이 필요하게 된다. 3D 프린트 부분은 RC 구조의 거푸집(타입 거푸집)으로서도 기능하고, 구조 몸체는 유럽 기준의 단열 성능을 클리어한 리브 보강된 2중 구조에 의해 설계되고 있다. 높은 일본 기준의 내진 성능을 만족시키는 구조 설계는, 일본의 엔지니어진이 실시했다. 향후 새로운 내진 성능 강화의 실증도 실시해 나갈 것이라 밝혔다.

소재는 일반적인 콘크리트에 특수한 경화제 등을 혼합한 것으로, 이중 구조로 하는 것으로 단열성을 높였다. 세계 제일 엄격한 일본의 내진 기준을 적용했고 강도도 문제 없이 튼튼하게 설계되었다,

◇오픈 이노베이션에 의한 개발 체제

3D 주택 스피어의 개발은 개방형 혁신으로 진행되고 있으며, 개발 컨소시엄의 참가 기업은 이미 80개가 넘었다. 세렌딕스는 설계・개발에 특화해, 출력 3D프린터는 해외의 메이커와의 협업, 주택 시공은 주택 시공 회사와의 협업으로 실시하는 ‘수평 분업’의 주택 만들기를 실현했다.

스피어의 디자인은, NASA의 화성 이주 프로젝트의 디자인을 실시하고 미국·뉴욕의 소노 마사유키·오스타프·루다케비치(Clouds Architecture Office)가 담당했다. 설계는 일본·미국·네덜란드·중국의 컨소시엄 기업과의 공동 개발로 행해지고 있다. 세계 제일 기준이 높다고 하는 유럽의 내열 기준을 클리어하는 벽면 2중 구조, 또한 지진국인 일본 기준의 내진 기능 등 세계 첨단 설계 기술이 담겨 있다.

◇스피어, 최첨단을 실현하는 3개의 목적

셀렌딕스는 일본 최초의 3D 프린터 주택 전업 메이커로 3개의 목적을 두고 실현해왔다. 첫째는 자연재해에 강한 스피어(구체)의 집을 만든다는 개념을 도입했고, 둘째로는 로봇(3D프린터)에 의한 미래의 주택건축의 실현했다. 셋째로는 세계 IoT·AI 기술을 도입한 미래의 실증을 구체화 했다.