• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.702-708
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• 2018

3D 프린팅 기술은 기존 산업계의 생산 패러다임을 변화할 수 있는 4차 산업혁명의 주요기술로 큰 관심을 받고 있다. 건설분야의 특성으로 인해 3D 프린팅의 기술 도입이 타 산업분야에 비해 느리지만, 향후 생산인구의 감소와 생산성 및 안전도 향상 등을 위해 3D 프린팅을 활용한 건설 자동화가 필요하다. 본 연구에서는 3D 프린팅을 건설에 도입하기 위한 사전준비로서 건설 3D 프린팅 공종분류체계와 기존 표준품셈체계와의 연계방안을 제시 한다. 이를 위해 건설 및 3D 프린팅 관련 전문가 자문을 바탕으로 기존 건설 3D 프린팅 기술을 바탕으로 가상의 시나리오를 작성하였다. 시나리오에 따라 3D 프린팅 공사 수행에 필요한 16개의 공종을 도출하였다. 기존 공종분류체계와 표준품셈을 분석하고 도출된 3D 프린팅 공종을 연계하였다. 기존 분류체계와 동일한 3D 프린팅 공종도 있었으며 기존에 존재하지 않는 공종은 유사한 분류체계 하위에 추가하는 등 4가지 타입으로 구분하였다. 본 연구의 결과는 향후 3D 프린팅 공사관리 및 원가산정에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 3D 프린팅 공사 수행을 통해 실질적인 품셈 산출이 필요하다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.83-84
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• 2018

3D printing technology can be applied to various industries, and is trapped by major technologies that change existing manufacturing processes. 3D printing materials must satisfy designability, economy and productivity, and building materials are required to have strength and economy secured technology. 3D printing technology of construction field can be divided into structural materials and internal and external materials, and is mainly done by extruding and adapting. Particularly when it is applied as an exterior materials, it is mainly applied to an unstructured exterior materials and high accuracy is required. The exterior materials can be used as a cement composite materials, it is suitable also for a lamination type, and the role of a cement base bonding material is important. In this research, we developed a cementitious base binder applicable as a 3D printing exterior materials, confirmed density and strength characteristics for application as an exterior materials, a flame retardancy test for improving the fire resistance of buildings and confirmed its possibility.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.308-309
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• 2018

Construction automation is needed to improve construction productivity. 3D printing is a key technology of the 4th industrial revolution, and when applied to the construction field, the ripple effect is very large. In this paper, we propose a 3D printing method that can predict the 3D printing process and estimate the construction duration for each process. Through literature review and expert consultation, eight 3D printing activities for structure work were derived. Construction duration and cost estimation for each activity will be needed in the future research.

• 국제학술발표논문집
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• The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.75-84
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• 2020

Modular construction is a construction method whereby prefabricated volumetric units are produced in a factory and are installed on site to form a building block. The construction productivity can be substantially improved by the manufacturing and assembly of standardized modular units. 3D printing is a computer-controlled fabrication method first adopted in the manufacturing industry and was utilized for the automated construction of small-scale houses in recent years. Implementing 3D printing in the fabrication of modular units brings huge benefits to modular construction, including increased customization, lower material waste, and reduced labor work. Such implementation also benefits the large-scale and wider adoption of 3D printing in engineering practice. However, a critical issue for 3D printed modules is the loading capacity, particularly in response to horizontal forces like wind load, which requires a deeper understanding of the building structure behavior and the design of load-bearing modules. Therefore, this paper presents the state-of-the-art literature concerning recent achievement in 3D printing for buildings, followed by discussion on the opportunities and challenges for examining 3D printing in modular construction. Promising 3D printing techniques are critically reviewed and discussed with regard to their advantages and limitations in construction. The appropriate structural form needs to be determined at the design stage, taking into consideration the overall building structural behavior, site environmental conditions (e.g., wind), and load-carrying capacity of the 3D printed modules. Detailed finite element modelling of the entire modular buildings needs to be conducted to verify the structural performance, considering the code-stipulated lateral drift, strength criteria, and other design requirements. Moreover, integration of building information modelling (BIM) method is beneficial for generating the material and geometric details of the 3D printed modules, which can then be utilized for the fabrication.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2019년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.116-117
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• 2019

3D printing technology can be applied to various industries, and is trapped by major technologies that change existing manufacturing processes. 3D printing materials must satisfy designability, economy and productivity, and building materials are required to have strength and economy secured technology. 3D printing technology of construction field can be divided into structural materials and internal and external materials, and is mainly done by extruding and adapting. Particularly when it is applied as an exterior materials, it is mainly applied to an unstructured exterior materials and high accuracy is required. The exterior materials can be used as a cement composite materials, it is suitable also for a lamination type, and the role of a cement base composite material is important. In this research, we developed a cementitious base binder applicable as a 3D printing exterior materials, confirmed high temperature strength characteristics for application as an exterior materials of buildings and confirmed its possibility.

• 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.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.61-68
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• 2015

A study on BRP(Building Rapid Printing) technology is in an initial stage although general 3d printers are being developed in a great speed and with fruitful outputs. Even some laboratories in advanced countries have difficulties in their research due to many technological restrictions and have not produced a practical output yet. This paper proposed distinct directions in which the research of this aera should be developed and this manifested four areas - printing speed, reinforcing tech, material tech and nozzle tech and those areas were proposed with concrete development alternatives and objects.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.69-70
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• 2016

The constructability of formwork has a significantly influence on the duration and cost in tall building construction. However, current installation and dismantling process are conducted with heuristic approaches due to the absence of reasonable constructability review method. This study proposes a new method to review the constructability of formwork by utilizing 3D printing technology. It is expected that the suggested review method could reduce formwork duration and cost with subjective, but rational manner.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권8호
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• pp.52-59
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• 2021

In this study, we experimentally evaluated the mechanical properties and geometric form accuracy in FDM 3D printing processes based on the printing direction, building direction, and layer thickness. The specimen test results showed that the tensile strength increased by over 33% in the printing direction compared to the direction perpendicular to printing and the tensile strength becomes larger as the layer thickness decreased. Furthermore, the tensile and impact strengths in the building direction were significantly reduced due to the difference in the interlayer joining and bonding strengths of the fused material. Additionally, shrinkage of the material due to phase change induced curl distortion especially in thin and long 3D-printed products, which increased as the layer thickness increased.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.200-207
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• 2017

3D 프린팅은 기존 산업에 큰 변화를 일으키고 있으며 건설 분야에도 적용되기 시작하고 있다. 3D 프린팅 건설은 기존 공사 기법과는 차이가 있으므로 새로운 공사 프로세스 개발이 필요하다. 특히 정확한 공사기간 산정은 프로젝트의 성공적인 수행과 직결되어 있으므로 3D 프린팅 건설에 대한 공사기간 산정 기법 개발이 필요하다. 본 연구에서는 향후 3D 프린팅이 건설에 도입되는 것을 대비하기 위해 3D 프린팅 건설 프로세스 및 공사기간 산정 방식을 도출한다. 연구의 대상은 콘크리트 타설이 가능한 3D 프린팅 장비로 가정하였으며, 골조공사로 한정 한다. 도출된 프로세스 별로 유사한 건축 표준 품셈을 참고하여 3D 프린팅 공사기간을 산정한다. 개발된 공사 기간 산정 방식은 가상의 테스트 모델에 적용되었다. 테스트 모델 적용 결과 기존 공사 기법 대비 약 절반 가량 공사 기간이 단축되는 것을 알 수 있다. 본 연구에서 개발된 공사기간 산정 방식은 향후 3D 프린팅 건설에 적용되어 사업 계획 수립에 도움이 될 수 있다.