[비즈월드] 스타크래프트 같은 게임에서나 보던 ‘건설로봇’이 실제 공사 현장에서 활약하고 있다. 건설로봇은 정교한 작업을 일관적으로 수행하는 능력을 갖춘 동시에, 위험한 작업을 대신하며 근로자들의 안전까지 책임지고 있다. 건설업계는 다양한 장점을 두루 갖춘 건설로봇 도입을 위해 기술개발과 특허 등록에 힘쓰고 있다. 비즈월드가 건설업계의 건설로봇 특허를 소개한다. [편집자 주]

삼성엔지니어링(대표 남궁홍)이 출력과 동시에 표면 처리가 가능한 혁신적인 ‘건설용 3D프린터’를 개발하고 특허 취득에 성공했다.

26일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스로 확인한 결과, 삼성엔지니어링의 ‘출력물 표면 정리형 건설용 3D 프린터’는 지난 2021년 1월 출원(출원번호 제1020210001790호)돼 같은 해 11월 특허(등록번호 제102331858호)로 등록됐다.

건설용 3D 프린터는 콘크리트·모르타르 등의 재료를 선형으로 압출·적층하며 구조물을 완성한다. 콘크리트 구조물의 필수공정인 주형 공정을 생략할 수 있어 공기 단축에 상담한 이점이 있고 성형성도 뛰어나다.

문제는 3D프린터가 적층식으로 구조물의 형태를 빚는 만큼 층간에 울퉁불퉁한 경계부가 형성된다는 점이다. 이런 경계부는 보기도 좋지 않고 층간 부착력을 떨어뜨려 구조 안정성에 상당한 문제를 부른다.

삼성엔지니어링의 3D프린터는 이런 문제를 해결하기 위해 개발됐다. 출력과 동시에 표면 처리를 실행하며 기존 3D프린터가 가진 한계였던 경계부 형성 문제를 획기적으로 완화·억제하고 미려한 표면을 가진 결과물을 내놓는다.

3D프린터의 구성을 간략히 설명한다. 갠트리 크레인 형식의 프레임에 승강식 레일이 설치된다. 이 레일을 따라 3D프린터가 횡 방향으로 왕복하며 작업한다. 3D프린터 하부에 장착된 노즐은 하측으로 콘크리트·모르타르 등의 유동성 재료를 토출하며 구조물을 형성한다.

핵심은 노즐과 함께 이동하는 ‘롤러’다. 원통 형태를 가진 롤러가 노즐에서 압출된 출력물 표면에 압력을 가해 표면을 평탄하게 정리한다. 출력된 층간에 형성된 표면 요철을 정리하고 출력물 표층부 조직을 치밀하게 만든다. 출력물 접촉 면적 조절 기능도 있어 적층 상태 또는 재료 특성에 따라 정리 부위를 탄력적으로 조절할 수 있다. 이러한 작업으로 보기도 좋고 안정성까지 확보된 구조물이 탄생한다.

롤러를 두 개 장착하면 동시에 양면을 처리할 수 있다. 두 개의 롤러는 완전히 개별적인 작동이 가능해 출력물의 양면이 다르더라도 적절한 작업을 취할 수 있다.

삼성엔지니어링 관계자는 “건설용 3D프린터는 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있고 소요되는 인력·재료도 적어 비용까지 절감하는 상당한 이점이 있다”며 “한계를 극복하고 미래를 열어나갈 혁신 기술개발에 앞으로도 매진하겠다”고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]