GS E&C는 Stratasys F770을 활용해 대형 건축 모형을 3D 프린팅함으로써 모형 제작 시간을 30~40% 단축하고 있습니다.
1969년에 설립된 GS E&C는 한국을 대표하는 ‘빅 5’ 건설사 중 하나입니다. 이 회사는 건축, 주택, 토목, 플랜트 등 건설 산업 전반에 걸쳐 사업을 영위하고 있으며, 국토교통부의 건설역량 평가에서 꾸준히 상위권을 차지하고 있습니다. 현재 아시아, 중동, 유럽 및 전 세계에서 대규모 프로젝트를 성공적으로 수행함으로써, 당사는 글로벌 EPC(엔지니어링, 조달, 시공) 기업으로서의 입지를 공고히 하고 있습니다.
소통과 협업은 건설 프로젝트를 추진하는 데 있어 가장 중요한 요소입니다. 이는 건설 업계에서 다양한 분야의 이해관계자들이 설계부터 시공에 이르는 모든 단계에 걸쳐 긴밀하게 협력하기 때문입니다.
전통적으로 2D 도면이 건설 업계에서 의사소통과 협업의 주된 수단이었지만, 최근에는 디지털 기반의 3D 설계가 세부 사항을 3차원으로 검토하는 훌륭한 방법으로 자리 잡았습니다.
하지만 100% 완벽하지는 않습니다. 3D 설계 모델만으로는 설계 수정 과정에서 발생하는 오류나 건물 내부의 복잡한 간섭 현상을 완벽하게 검토하는 것이 사실상 불가능합니다. 이에 대한 보완 조치로 GS E&C는 3D 모델에서는 쉽게 간과될 수 있는 구조적 충돌이나 시공상의 문제점을 파악하기 위해 시공 전 축척 모형을 제작합니다. 예를 들어, 콘크리트 거푸집 설치 시 발생하는 간섭이나 안전한 시공을 보장할 수 있는 방안을 모형을 통해 조기에 파악하여 설계에 반영함으로써 공정을 개선할 수 있습니다.
축척 모형을 활용한 사전 검토의 필요성이 더욱 부각되고 산출물 수요가 증가함에 따라, GS E&C의 미래기술연구소/BIM팀(이하 GS E&C)은 3D 프린팅 환경을 개선할 필요성을 느꼈습니다. 이전에 사용하던 소형 3D 프린터는 인쇄 크기가 제한적이어서 대형 건축 모형을 제작하는 데 여러모로 비효율적이었습니다. 예를 들어, 구조물을 여러 조각으로 나누어 인쇄하고 조립하는 과정은 시간이 많이 소요되고 노동 집약적이었으며, 정밀도와 표면 품질 저하와 같은 문제를 야기했습니다.
GS E&C는 명확한 목표를 염두에 두고 3D 프린터 도입을 검토했습니다. 과제는 간단했습니다. 출력 크기가 크고 신뢰할 수 있는 장비를 찾는 것이었습니다. GS E&C는 출력 품질뿐만 아니라 장비 가동 시간, 유지보수, 기술 지원 등을 포함한 장기적인 운영 안정성도 고려했습니다. 그 결과, 2024년 1월, 스트라타시스(Stratasys)의 FDM 시스템 중 가장 큰 빌드 챔버를 갖춘 산업용 3D 프린터 F770이 도입되었습니다.
F770의 기술적 특징 또한 GS E&C의 용도에 잘 부합했습니다. 이 3D 프린터는 완전히 밀폐되고 가열되는 빌드 챔버를 갖추고 있어 출력물의 뒤틀림과 왜곡을 최소화하며, 완료하는 데 며칠이 걸리는 대규모 출력 작업에서도 안정적인 품질을 보장할 수 있습니다. 내구성이 뛰어난 ABS-M30 및 ASA와 같은 열가소성 플라스틱은 건축 모형 출력에 이상적인 소재였습니다. 또한 GS E&C는 3D 모델 출력을 용이하게 해주는 GrabCAD Print 소프트웨어를 활용해 효율적인 워크플로우를 구축함으로써 기존 축척 모형 제작 공정을 개선했습니다.
GS E&C는 Stratasys F770을 도입한 이후 여러 분야에서 상당한 이점을 얻었습니다. 첫째, 프로젝트 설계 검토 과정에서의 협업 효율성이 크게 향상되었습니다.
대표적인 사례로 도심 한복판에서 건설 중인 고층 복합용도 프로젝트를 들 수 있습니다. 이 프로젝트는 세 가지 주요 난관에 직면해 있었습니다. 첫째, 이 프로젝트는 지하 8층, 지상 37층으로 구성되어 있으며, 둘째, 부지가 협소한 도심 지역에 위치해 있고, 마지막으로 탑다운(top-down) 시공 방식을 적용해야 했습니다. 이로 인해 3D 모델만으로는 복잡한 시공 순서, 차량 이동 계획, 자재 적재 위치 등을 검토하기가 어려웠습니다.
GS E&C는 F770을 활용해 지하층부터 지상 8층까지의 구조물을 축소 모형으로 제작했습니다. 또한 덤프트럭, 콘크리트 펌프차, 타워 크레인의 모형도 출력하여 실제 차량 이동 경로와 자재 배치 계획을 시뮬레이션했습니다. 이를 통해 현장, 본사 및 하도급업체는 탑다운 시공의 핵심인 층별 철골 설치 순서나 흙막이벽 철거 시기 등 복잡한 정보를 직관적으로 이해하고 공유할 수 있게 되었습니다. 그 결과, 설계 변경 횟수가 줄어들었고 공정 충돌 위험도 사전에 완화되었습니다.
한편, 모듈식 목조 주택 자회사인 XiGEIST 역시 고객과의 소통을 위해 축척 모형을 적극적으로 활용하고 있습니다. XiGEIST는 단순히 외관만 보여주는 데 그치지 않고, 고객이 주택의 내부 레이아웃을 직접 확인하고 가구 배치를 계획할 수 있도록 맞춤형 모형을 제공합니다. 또한 GS E&C는 F770을 활용해 미래기술연구소가 개발 중인 기술의 시제품을 출력하고 있습니다. 예를 들어, 옥상 녹화 및 실내 조명 실험을 위한 시제품을 출력하여 그 성능을 입증하고 있습니다.
GS E&C는 3D 프린팅 기술을 통해 건설 분야에서 소규모 모형 활용의 새로운 방향을 제시하고 있습니다. GS E&C는 실제 프로젝트에서 보다 철저한 설계 검토의 효과와 이해관계자 간의 소통 강화 등 다양한 이점을 입증했으며, 이를 통해 프로젝트 위험을 성공적으로 줄이는 동시에 의사소통을 효율화했습니다. 그 결과, F770으로 제작된 건축 모형은 설계 및 시공부터 고객 프레젠테이션에 이르기까지 전 과정에 걸쳐 활용되고 있으며, GS E&C의 경쟁력을 강화하는 핵심 도구로 자리매김하고 있습니다. 현재 이 기술은 주로 미래기술연구소의 BIM 팀에서 운영하고 있으며, 점점 늘어나는 성공 사례를 바탕으로 향후 다른 사업부로 3D 프린팅 적용 범위를 확대할 계획입니다.
