• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.263-264
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• 2023

3D printing technology is recognized as a core technology that will lead the next generation, and is a field that can have a large ripple effect if it innovates the existing construction production method. Therefore, this study deals with the development of a 3d printing system using an articulated robot for construction purposes. In this system, ABB robot was used to control the developed cement gun accurately. The system is composed of mixer to mix cementitious materials, pump to transfer the materials, abb robot to motion control and cement gun to extrude the materials to print required construction parts. Using the system developed in this study, a suitable mix ratio of cementitious materials was found and successively printed a 1m high structure that demonstrated possibility of printing structures using 3d printer. In the future, we plan to build a foundation for automated construction through research on construction methods and materials that can be continuously layered for the system.

• 건설관리
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• 제23권5호
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• pp.30-33
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• 2022

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.731-739
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• 2017

오늘날 3D 프린팅 기술은 다품종 소량 생산 및 맞춤형 생산, 생산 비용 및 시간 절감의 가능성이 가시화되고 있으며, 그 활용 범위가 제조업분야에서 건축분야로 확장되고 있다. 최근 국외를 중심으로 3D 프린팅 기술을 이용한 건축물, 건축 부재 및 부품을 제작한 사례가 등장하고 있으며, 국내에서도 건축 설계 및 시공 기술과 3D 프린팅 재료 및 장비 등 제반 기반 기술 개발이 이루어지고 있다. 건축분야의 3D 프린팅 기술은 도입 초기 단계로 시제품 제작 수준이나, 향후 상용화 단계로 발전하기 위해서는 현 업계의 실정을 고려한 현실적이고 체계적인 도입 전략이 필요하다. 이에 본 연구는 국내 건축분야 3D 프린팅 기술이 상용화 단계로 도입하기 위한 기반 연구로서, 3D 프린팅 기술의 도입에 대한 실무자 인식에 대한 현황을 파악하고자 설계, 시공, 자재 및 3D 프린팅 전문가를 대상으로 설문조사 및 면담을 실시하였다. 인식 현황 분석 결과, 실무에서는 3D 프린팅 건설 기술이 일반 건설시장의 대체 형태보다는 비정형 건축물, 특수한 디자인 형태의 소형 건축물, 인테리어 시장 중심으로 상용화될 것으로 전망하고 있었다. 상용화가 기대되는 3D 프린팅 건축 상품은 부재 및 부품 단위 수준으로 제한적이며, 경제성과 기능성보다는 심미성이 상품 경쟁력의 가장 큰 요인으로 인식하고 있었다. 향후 시설물 단위의 상품으로 상용화 가능성을 높이기 위해서는 재료와 장비의 성능, 안정성 확보와 함께 건축에 특화된 공법 및 정책과 제도가 요구되는 것으로 파악되었다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제15권3호
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• pp.33-39
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• 2020

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.113-118
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• 2020

본 연구의 목적은 적층 시공을 위해 개발한 시멘트계 복합재료 배합의 수축특성을 평가하며, 출력공정 중 압출 전/후, 적층 후의 수축을 평가하는데 있다. OPC배합과 프린팅 배합의 재령별 압축강도를 평가한 결과 재령 7일까지 유사한 경향을 보였으나, OPC 배합의 경우 프린팅 배합과 비교하여 최대 252 ㎛/m 수축이 더 크게 나타났다. 출력공정 중 압출 후 재료의 압축강도는 압출 전 재료보다 재령 7일차까지 약 6.5 MPa 낮았으나, 재령 28일에는 동등 수준의 강도가 발현되었다. 수축특성은 적층 이후 재료의 수축 측정 결과 압출 전 재료와 비교하여 220-260 ㎛/m 범위로 수축이 더 크게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.375-382
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• 2019

본 연구에서는 개발된 프린팅 재료 및 장비를 사용하여 대상 구조물의 시공성을 파악하기 위하여 기초 성능평가 프린팅 실험을 수행하였다. 3D 프린팅 콘크리트 구조물의 시공성은 콘크리트 필라멘트 재료 특성, 시공 프로세스 및 구조물의 기하특성에 영향을 받는다. 따라서, 콘크리트 구조물의 적층하는 동안의 시공성을 파악하기 위한 실험변수로서 노즐 이동속도(=80 및 100mm/s), 토출 버킷의 스크류 분당회전속도 (RPM) 및 구조물 벽체 길이의 변장비(1.67 및 5.00)를 고려하였다. 실험변수에 따른 3D 콘크리트 구조물의 최대 적층 수 및 파괴 패턴을 토대로 시공성을 분석하였다. 본 연구에서, 80mm/s의 노즐 이동속도 및 1.67의 변장비가 3D 프린팅 시공성에 유리함을 나타낸다. 또한, 적층 시 구조물 하단부의 상대변위측정을 통해 구조물의 전도 파괴 과정을 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제18권4호
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• pp.69-73
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• 2023

• 한국건설순환자원학회지
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• 제19권1호
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• pp.57-60
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• 2024

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.338-347
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• 2021

본 논문은 층간 보강재를 보강한 3D 프린팅 콘크리트의 부착강도를 평가하기 위해 수행되었다. 겹침이음 길이에 따라 두 종류의 층간 보강 방법을 고려하였다. 첫 번째 방법은 층간 보강재의 겹침이음을 하지 않았으며, 두 번째 방법은 40mm의 겹침이음을 고려하였다. 또한, 기건양생 조건과 수중양생 조건의 서로 다른 양생 조건을 고려하였다. 실험 변수를 고려하여 3D 프린팅 콘크리트 시편의 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도를 세가지 하중 방향에서 측정하였다. 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장 강도는 하중방향에 영향을 받았다. 특히 3D 프린팅으로 제작한 콘크리트 시편의 층간 부착면에 인장력이 작용하면 쪼갬인장강도 및 휨인장강도가 크게 감소하였다. 그러나 층간 보강재가 보강된 층의 종방향으로 하중이 가해질 때, 프린팅된 시편의 휨인장강도 또는 부착강도는 크게 증가하였다. 또한 기건양생 조건의 휨인장강도 또는 부착강도는 감소하였으며, 기건 양생 조건에 의해 더 많은 공극의 형성을 유발하여 하중에 더 취약해지는 것으로 나타났다.