미 해병대, 3D 프린터로 콘크리트 병영 자동 구축 기술 개발

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1863호(2018. 9. 12. 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

미 해병대, 3D 프린터로 콘크리트 병영 자동 구축 기술 개발.pdf

◾ 미 해병대는 특수 3D 프린터를 사용해 얇은 레미콘 층을 겹겹이 쌓아 여러 명의 군인이 숙식 할 수 있는 병영을 만드는 기술을 개발하고 있음

▸ 이 3D 프린팅 장치를 활용하면 지금까지 10명의 병사가 5일에 걸쳐 지었던 막사를 최대 24시간 이내로 단축시킬 수 있다고 함

▸ 미 해병대가 공개한 3D 프린터로 지어진 막사의 모습을 보면 콘크리트 층을 여러 겹 쌓았음을 알 수 있고, 시험 제작이어서 지붕까지 설치하지는 않았으나 물결 모양을 띠고 있는 벽의 모양에서 기존 병영 건설과는 다른 특징을 볼 수 있음

▸ 이 기술은 미 해병대의 적층 제작팀(Additive Manufacturing)이 제1 해병원정군(I Marine Expeditionary Force), 육군엔지니어연구개발센터와 공동으로 개발한 세계 최대의 콘크리트 3D 프린터를 사용해 구현하였음

<자료> U.S. Marine Corps courtesy

[그림 1] 3D 프린터로 지어진 병영

▸ 이번 시험 제작에서는 약 10년 전에 나왔던 PC로 3D 프린터를 제어하여 면적 500 제곱피트(약 14평)의 막사를 약 40시간 만에 완성하는데 성공하였음

▸ 첫 시도였기에 개발자들의 체크 작업과 콘크리트 보충 작업을 병행하며 건설한 관계로 40시간이 필요했던 것이나, 실전에서는 자동 콘크리트 보충 기기를 사용하게 되므로 24시간 내에 건설을 마칠 수 있을 정도의 속도라고 함

◾ 이 기술은 야전 병영 구축의 안정성을 높이는 동시에, 위험을 무릅쓰고 병영을 구축해야 하는 병사들의 안전을 확보함으로써 부대의 능력을 최대한 유지하기 위해 개발되었음

▸ 콘크리트 3D 프린터는 콘크리트를 부드러운 상태에서 사출하면서 층을 쌓아 올려가는데, 자세히 보면 벽과 벽 사이에 틈새가 있도록 사출함을 알 수 있음

▸ 이렇게 하는 이유는 콘크리트 사용량을 절감하기 위한 것으로, 물자가 제한되는 전장에서 효율적으로 막사를 건설하기 위한 것임

<자료> U.S. Marine Corps courtesy

[그림 2] 세계 최대 콘크리트 3D 프린터

▸ 콘크리트는 원료를 제조할 때 다량의 이산화탄소가 발생하므로 사용량을 줄인다면 이산화탄소 배출량 절감에도 기여하는 셈

▸ 뭐니 뭐니 해도 가장 큰 장점은 건설에 필요한 인원을 줄여 군인들의 안전을 확보할 수 있다는 점인데, 지금까지 10명의 병사가 5일에 걸쳐 해야 했던 일을 거의 자동으로 처리해주는 기계에 맡기면 전장에서 굳이 위험을 무릅쓸 필요가 없어지게 됨

▸ 이는 비용의 문제를 차지하면, 병사의 손실을 최소화하고 부대의 능력은 최대한 유지한다는 군대의 기본 목표와 정확히 부합하는 것이라 볼 수 있음