세계 최대 규모 '3D 프린팅 건물', 카타르에 생긴다…"거대 프린터로 한 채씩 ‘뚝딱’"

'3D 프린팅 주택'이 저렴한 주택 공급 방안으로 주목받고 있다. 이에 미국에서는 3D 프린팅 주택이 대규모 단지로 조성되고 있다. 이처럼 주로 주거용 건축물로 활용되던 3D 프린팅 기술이 공공 분야에도 활용될 전망이다. 

덴마크 3D 프린터 제조업체인 코보드(COBOD)와 카타르 건설사 UCC 홀딩, 공공사업청은 사막 한가운데 세계 최대 규모의 3D 프린팅 학교를 건설한다고 밝혔다. 총 14개의 공립학교를 건설하는 것이 이번 프로젝트의 목표다. 

이 가운데 총 4만㎡(약 1만2,000평) 규모의 공립학교 2개동을 3D 프린터로 건설할 계획이다. 이는 기존 세계 최대 3D 프린팅 건물인 929㎡(281평)보다 약 40배나 더 큰 규모이다. 카타르와 중동 지역에 미래 지향적 교육 인프라를 위한 전례 없는 모델이 될 것으로 예상된다. 

3D 프린팅 학교 건설을 위해 코보드는 맞춤형 프린터 두 대를 공급했다. 각 프린터는 길이 50m, 높이 15m에 이른다. 세계에서 가장 큰 건설 프린터라는 설명이다. 새로운 장비 테스트를 위해 3D 시공팀은 100회 이상의 실물 크기의 프린팅 작업을 수행했다. 

이 과정에서 콘크리트 배합 설계를 개발하고, 현지 기후 조건에서의 성능을 검증했다. 정밀하고 원활한 압출을 보장하는 맞춤형 프린팅 노즐도 설계했다고 한다. 현장에서 활용된 대형 프린터는 미리 제작된 설계도에 따라 벽이나 기둥과 같은 부재를 직접 출력한다. 

쉽게 말해 '치약을 짜는 것'과 유사한 원리다. 시멘트와 유사한 혼합물을 치약 짜듯이 레이어 별로 겹겹이 쌓아 올리는 재료 압출(ME) 방식을 사용한다. 3D 프린팅 학교도 유사한 방식으로 건축되고 있다. 

인쇄 과정이 끝나면 인간 건축가들이 지붕, 창문 등을 추가하는 등 후반 작업을 진행한다. 현재 자재 성능을 최적화하기 위해 밤 시간대에 프린팅 작업을 진행하고 있다. 

코보드 측은 기존 건설 방식과 비교해 3D 프린팅 건축이 환경적, 사회적, 경제적 측면에서 다양한 이점을 가지고 있다고 밝혔다. 원자재 낭비를 크게 줄이고 콘크리트 사용량을 최소화해 탄소 배출량도 줄일 수 있다는 게 큰 장점이다. 3D 프린팅 학교는 2025년 말 완공될 예정이다. 

한편 3D 프린팅 기술을 활용한 건축물들이 세계 각지에 속속 모습을 드러내고 있다. 지난 3월 일본 중남부의 와카야마현에 세계 최초로 3D 프린팅 기술을 활용한 철도 역사가 생겼다. 이 역사는 막차가 떠나고 난 뒤 공사를 시작해 다음 날 첫차가 출발하기 전에 완성됐다. 

미국 텍사스주 마파에는 세계 최초 3D 프린팅 호텔이 건설 중이다. 현재 공사가 진행 중이며, 호텔에는 캠핑 구역, 휴가용 객실, 공동 편의 시설 등이 포함될 예정이다. 주거용 주택 18개, 호텔 객실 43개로 구성된다.