CEAD
초경량 건축 구조로 현대적인 아이스크림 가게 인테리어를 창조한 ETH 취리히의 석사 과정 학생들
디지털 패브리케이션은 최근 수십 년 동안 건설 업계에서 가장 중요한 변화 중 하나로 부상했습니다. 첨단 디지털 기술을 사용하여 3D 모델에서 직접 구성 요소를 생산함으로써 설계, 재료 효율성 및 생산 속도에 있어 새로운 가능성을 열어줍니다. 수작업과 표준화된 프로세스에 크게 의존하는 기존 방식과 달리 디지털 패브리케이션을 사용하면 복잡한 형상을 정밀하게 맞춤 제작할 수 있습니다.
현대식 아이스크림 가게의 3D 프린팅 요소 | 사진 제공: Stefan Kaiser
이 프로세스의 핵심은 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일로 시작하여 컴퓨터 지원 제조(CAM)를 통해 생산을 주도하는 디지털 데이터로 변환하는 것입니다. 이 데이터는 3D 프린터, CNC 밀, 레이저 커터 또는 로봇 조립 암과 같은 자동화 장비를 구동합니다.
이러한 신흥 기술 중 적층 제조 공정인 대규모 3D 프린팅은 열가소성 플라스틱, 금속 또는 복합 재료로 물리적 부품을 한 층씩 제작하는 기술입니다. ETH 취리히의 경우 CEAD의 펠릿 압출 헤드가 장착된 로봇 팔이 재활용 열가소성 플라스틱을 가공하여 독특한 건축 구조물을 제작합니다.
대규모 3D 프린팅을 이용한 건축 부품 분야의 선구적인 솔루션, 취리히 연방공대(ETH Zurich)
취리히 연방공과대학교 건축학과는 표준화되지 않은 건축 부품에 디지털 제작 공정을 적용하는 선구적인 솔루션으로 전 세계적으로 인정받고 있습니다. CEAD의 장기 파트너 중 하나인 ETH 취리히는 2022년에 처음으로 CEAD E25 압출기를 도입하여 RIBB3D 및 에그쉘 파빌리온과 같은 프로젝트를 위한 콘크리트 거푸집 제작부터 건물 구조에 직접 통합되는 최종 사용 부품 제작까지 대형 적층 제조(LFAM)가 건축 환경을 변화시키는 방법에 대한 연구에 활용하고 있습니다. 최근에는 더 높은 출력과 더 큰 규모의 부품을 제작할 수 있는 CEAD E40 압출기로 포트폴리오를 확장했습니다.
중공형 3D 프린팅(HC3DP)으로 경량 구조물을 3D 프린팅하는 CEAD의 E40 압출기 | 사진 제공: Lais Hotz
3D 프린팅 열가소성 수지를 사용한 현대적인 아이스크림 가게 인테리어
이 최신 프로젝트는 건축 및 디지털 제작 석사 과정(MAS ETH DFAB)에 재학 중인 석사 과정 학생들의 작품입니다. 최근 완공된 화이트 타워와 인접한 스위스 알프스 마을 뮬렌스에는 현대적인 아이스크림 가게가 문을 열었습니다. 상점의 천장은 물결 모양의 패턴이 마치 소프트 아이스크림을 연상시키는 화려하고 다채로운 3D 프린팅 요소로 완성되었습니다. 250평방미터가 넘는 면적에도 불구하고 이 구조물의 무게는 중공형 3D 프린팅 덕분에 1톤이 채 되지 않습니다. 이 실험적인 압출 기술은 취리히 연방공과대학교의 로봇 제작 연구소에서 마티아스 레쇼크가 개발했으며, SAEKI 로봇 공학에서 상용화했습니다.
이 프로젝트에서 CEAD E40 압출기는 HC3DP로 이 규모의 구조물을 프린팅하는 데 필요한 모터 출력을 제공했습니다. CEAD E40의 출력은 시간당 60kg으로, 이 새로운 프린팅 기술을 사용하는 데 필요한 더 높은 토크를 제공하여 부품의 제작 속도와 확장성을 높일 수 있습니다. 재료 출력은 크기와 프린팅 시간 측면에서 제한적인 요소가 될 수 있습니다. 이 요소들은 LFAM이 재료 사용량과 무게를 최소화하면서 건축 비전을 실현할 수 있는 방법을 보여줍니다.
건축 및 디지털 제작 고급 연구(MAS ETH DFAB) 프로그램의 석사 과정 학생들 | 사진 제공: Lais Hotz
지속 가능한 솔루션
노바 펀다지운 오리겐(Nova Fundaziun Origen)과 협력하여 식품 포장에 일반적으로 사용되는 열가소성 플라스틱인 재활용 PETG를 사용하여 구조물을 인쇄했습니다. 열가소성 플라스틱은 파쇄하여 새로운 부품으로 재사용할 수 있습니다. 또한 아이스크림 가게 외관의 목재 구조는 분해 및 재조립이 가능합니다.
이 프로젝트는 재생 목재와 플라스틱 폐기물이 건축에 어떻게 재사용되어 디자인 내러티브를 형성하는 데 도움이 될 수 있는지 보여줍니다. 이 프로젝트의 경우 벨 에포크 장식품과 바로크 양식의 풍요로움에서 영감을 받아 디자인되었습니다. 이 프로젝트는 대규모 적층 제조가 건물 구성 요소와 건축적 특징을 제작하는 데 있어 실행 가능하고 지속가능하며 매우 유연한 접근 방식을 제공한다는 것을 실제로 보여줍니다.
디지털 제조로의 산업 전환을 위한 차세대 준비
ETH 취리히는 연구와 디자인을 발전시키는 것 외에도 차세대 엔지니어, 디자이너, 크리에이터를 양성하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 대규모 3D 프린팅과 같은 혁신적인 제작 기술을 학업 프로그램에 도입함으로써 학생들은 혁신을 주도하고 현대적이고 자동화된 생산 환경에서 일할 수 있는 기술을 갖추게 됩니다. 이를 통해 학생들은 점점 더 희소해지고 노동 집약적인 전통 기술에 덜 의존하는 제조 방법으로 작업할 수 있도록 준비할 수 있습니다.
이는 또한 디지털 제조로 전환하는 업계의 흐름과도 맞닿아 있습니다. 이러한 접근 방식은 창의적인 자유와 디자인 표현을 촉진할 뿐만 아니라 보다 지속가능하고 효율적인 건물 구조와 건축 구성 요소를 위한 길을 열어줍니다. 그 결과 비용과 자재 사용량을 줄이고 프로젝트 일정을 단축하며 건축과 제품 디자인에서 완전히 새로운 가능성을 열어줄 수 있는 솔루션을 구현할 준비가 된 새로운 세대가 탄생했습니다.
스위스 알프스 마을 뮬렌스의 최근 완공된 화이트 타워 옆에 위치한 현대적인 아이스크림 가게 | 사진 제공: 플루엠 퐁피살
프로젝트 크레딧
겔레타리아는 노바 푼다지운 오리겐의 뮬렌스 비전의 일부이며, 이 지역의 문화 및 경제 재생을 위한 건축 혁신을 선보입니다.
와 협력하여 노바 푼다지운 오리겐의 지오바니 네처 박사, 이사
연구팀 - 디지털 빌딩 기술: 벤자민 딜렌버거 교수, 닉 에프테카 올리보(연구 책임자), 폴 예기(연구 책임자)
교육 팀: 페트루스 에예멜라우스-린드스트롬 박사(교육 책임자), 아나야 캉고, 조아나 토마즈
지원 기술자 토비아스 하트만, 필립 플라이쉬만, 마이클 리렌만, 루카 페트러스
MAS DFAB 학생들: 마크 리버트 아르케스, 라이스 호츠, 스파이로스 피르지오티스, 알림 바탈, 달릴라 로메로 젠커, 다니엘라 라발레이스터, 데이비드 빌레가스, 길렘 H 카마라사, 이오나 타투리, 짐 첸, 콘스탄티나 라키, 니콜라스 벤자민 보스코보이닉, 플루엠 봉피살, 엔 팅 리우
