발명아이디어경진대회 최우수상 제안서

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목차

1. 발명·아이디어의 명칭
2. 발명·아이디어의 개요
3. 본 발명·아이디어와 종래기술과의 차이점
4. 발명·아이디어의 구성 및 상세설명
5. 발명·아이디어의 효과

본문내용

1. 발명·아이디어의 명칭
□ 2 in 1 3D 프린터

2. 발명·아이디어의 개요
□ 2 in 1 3D 프린팅 공법
◦ 하나의 프린터가 두 종류의 콘크리트를 자동으로 타설
◦ 노즐을 로봇팔 또는 갠트리에 부착하여 필요에 따라 여러 몸체에 범용적으로 사용
◦ 내부 공간을 활용하여 단열재 시공과 철근 시공(종방향철근과 횡방향철근, 개구부 보강철근 등) 가능
◦ 본체와 노즐은 탈부착이 가능하도록 하여 사용 후 노즐 세척의 편의성을 향상시킴
◦ 이중 노즐을 사용해 서로 다른 종류의 콘크리트를 토출할 수 있게 되므로 시공의 용이성, 경제성 및 내구성 향상

[그림1] 개략 설명도

3. 본 발명·아이디어와 종래기술과의 차이점
□ 개발 배경
1) 건축주의 새로운 수요
◦ 건축물에도 컨셉이 하나의 마케팅 수단으로 작용하는 시대로, 기존의 정형화된 건물보다는 건축주의 개성을 표현한 비정형 디자인 건축의 수요가 늘고 있는 추세
◦ 대부분의 건축주는 기존의 거푸집을 이용한 높은 건축비용에 부담

2) 거푸집 기술의 한계
◦ 거푸집을 이용하여 비정형 디자인 건축물 시공 시 한계 존재
◦ 기존의 제작 공정은 인력에 의존하기 때문에 높은 비용, 느린 공정과 더불어 안전사고의 문제까지 발생
◦ 폐거푸집은 건설 폐기물이 되기 때문에 이로 인한 환경 오염 증가
◦ 시간이 지날수록 건설 인력이 부족
3) 3D 프린팅 건설
◦ 건설현장이 자동화되는 시점에서 3D 프린터 기술이 주목받기 시작
◦ 3D 프린팅 기술은 건축 산업에서 다방면으로 활용 가능
◦ 기존 3D 건설 프린터의 노즐은 단일 구조로 한 종류의 콘크리트만 토출이 가능하기에 내구성의 한계 존재

□ 필요성
1) 공사 기간 단축
◦ 일회성 거푸집 제작과정을 생략하여 공사기간 단축
◦ 건설공정을 컴퓨터로 제어하여 빠르고 효율적으로 시공
- 환경오염 문제 급감
- 비용 절감
- 사회가 요구하는 인력과 재료를 절감한 친환경 신기술
- 서민들을 위한 저비용 시공 방법

참고 자료

이윤정, “3D 프린팅 콘크리트 재료특성 및 부재의 휨거동”, 서울시립대, 2020, 28-32.
하이시스, “건축용 3D 프린터의 콘크리트 노즐 장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터”, 특허청, 2018.
진초, “3D 프린팅 콘크리트 배합설계 프로세스에 관한 연구”, 한양대학교, 2018, 1-35.
홍성걸, 박지슬, 김남희, "콘크리트 3D 프린팅 시공 중 구조안정성에 관한 연구", 콘크리트학회 논문집, 2018, 345-352.
이호재, 김원우, 문재흠, “3D 프린팅 공법 적용을 위한 모르타르 구성성분 변화에 따른 레올로지 특성 연구”, 한국건설순환자원학회논문집 6 no.1, 2018, 16-24.