샌드 3D 프린팅에서의 KNF 펌프 

디지털 생산의 이점 

Smart Slab 인텔리전트 천장에는 콘크리트의 구조적인 강함과 3D 프린팅의 유연한 디자인 가능성이 결합되어 있습니다. 이 디지털 생산 방법은 단단한 일반 천장 구조에 비해 훨씬 비용 효율적이고 친환경적입니다. Smart Slab의 가장 얇은 부분은 20mm로 이 얇은 곳마저도 여전히 견고합니다. 이것은 재료 소비는 더 적고 무게는 기존 천장 무게의 50% 미만임을 의미합니다 – 이것으로 생산 비용과 탄소 발자국은 더 낮아집니다.  

프로젝트의 뿌리 

Smart Slab은 디지털 구조 기술 분야 부교수인 벤야민 딜렌부르거씨의 지휘하에 취리히 연방공대에서 개발되었습니다. 이것은 DFAB 하우스 거주 단위의 핵심 요소 중 하나로 2018년 여름에 뒤벤도르프에 있는 Empa와 Eawag의 NEST 리서치 및 이노베이션 빌딩에 설치되었습니다. 지하와 그 위로 2층짜리 목재 구조를 연결하는 11개의 콘크리트 세그먼트로 구성된 이 천장은 80 m² 크기에 15톤의 무게가 나갑니다. 

가능한 적은 콘크리트를 

Smart Slab 연구진들은 구조 요소가 아닌 거푸집, 즉 음각 몰드를 제작하기 위해 3D 프린팅을 사용했습니다. 연구진들은 Voxeljet사의 대형 포맷 샌드 3D 프린터로 작업했습니다. 이 프린터에는 두 개의 KNF 멤브레인 액체 펌프가 설치되어 있는데 각각의 펌프는 콜드 바인더(NF 60 KT DC)를 제공하는 역할과 과잉 원료(NF 60 KT DC)를 제거하는 역할을 담당합니다. 콘크리트 구조에서 거푸집을 제작하는 단계가, 특히 비표준 컴포넌트에 있어 실험실이 가장 집중하여 작업하는 단계입니다. 

버튼 한 번으로 생산을 

컴퓨터 입안이 끝난 후에는 Smart Slab 연구진의 산업 파트너들이 바톤을 이어 받았습니다. 한 파트너는 고해상도의 샌드 3D 압력 거푸집을 만들었고 다른 한 파트너는 CNC 레이저 커터를 이용해 목재 거푸집을 만들었습니다. 여기서는 Smart Slab 윗면의 형태가 만들어지고 사용 재료와 무게를 감소시키고 전기 케이블을 위해 빈 공간이 만들어졌습니다. 이후 세번째 파트너 회사가 이 두 종류의 거푸집을 콘크리트로 합쳤습니다. 이 회사는 아래쪽 콘크리트 쉘에 정교하게 골진 표면을 제작하기 위해 섬유 강화 콘크리트를 샌드 압력 거푸집에 주입하였고 그 후 목재 거푸집을 이용해서 Smart Slab의 나머지 부분을 주조했습니다. 

미리 계획으로 강력한 결과를

2주간의 양성 작업 후 11개의 개별 콘크리트 세그먼트는 DFAB 하우스로 이송될 준비가 되었습니다. 꼼꼼한 계획과 선조립, 전문적 파트너와 믿을 수 있는 기술의 선택이 이 프로젝트가 지연없이 성공할 수 있게 한 공신들입니다. “우리가 제작한 요소들이 건축상의 다른 요소들과 또 DFAB 하우스 기존의 컴포넌트들과 매끄럽게 잘 맞아떨어지는 것을 보는 것은 말할 수 없는 감동이었습니다.” 딜렌부르거씨의 말입니다. “우리 파트너들과의 뛰어난 학제간의 협력이 없었다면 이 성공은 가능하지 않았을 것입니다.”