KR101778999B1 - 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치는 3차원 위치를 따라 이동 가능하도록 설치되는 이송암부, 상기 이송암부의 일측에 설치되어 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 공급하는 소재공급부, 및 상기 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 상기 건축물이 설치되는 기재면에 건축재와 충진재를 적층하여 건축물의 형상을 제조하도록 상기 이송암부 및 소재공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 건축물의 구조물에 대응되는 위치에는 상기 건축재를 공급하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 충진재를 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법{A Device and Method for Manufacturing Architectural 3 Dimensional Shape}
본 발명은 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 3차원 프린팅 기술을 이용하여 건축물의 형상을 제조하는 경우 건축물에 포함된 구조물(벽체, 천정, 지붕, 기둥 등)을 형성하기 위한 건축재가 적층되지 않는 상기 구조물 사이의 공간(건축물의 실내 공간 등)에는 추후 제거가 가능한 충진재를 채움으로써 이를 기재로 하여 건축물의 천정이나 지붕 형상 뿐만 아니라 내외부 형상이 기하학적으로 이루어진 비정형 건축물의 형상도 제조가 가능한 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 3차원 프린터 관련 기술이 급속히 발전함에 따라 3차원 프린팅 기술을 이용하여 다양한 종류의 입체 형상을 제작하기 위한 장치 및 방법이 개발되고 있다.
이러한 3차원 프린터의 경우 종래에는 주로 합성수지 재질의 액상 또는 고상 필라멘트 소재를 순차적으로 적층하여 입체 형상을 형성하는 방식이기 때문에 소재의 한계상 3차원 프린팅 기술을 적용할 수 있는 산업분야가 한계적이었으나, 최근 다양한 재질의 3차원 프린팅 소재가 개발됨으로써 점차 다양한 산업분야에 3차원 프린팅 기술의 적용이 가능해지는 추세이다.
특히, 콘크리트를 타설하여 건축물과 같은 3차원 형상을 형성하는 건축분야의 경우 종래에는 콘크리트 타설을 위해 거푸집을 설치해야만 하고 콘크리트가 양생된 이후에는 다시 거푸집을 제거해야 하는 공정을 거쳐야 하기 때문에 작업 공정이 복잡하고 번거로워 전체 건축공기를 지연시킬 뿐만 아니라 거푸집의 설치와 해체 작업시 작업자의 안전성이 문제되는 단점이 있었으나, 3차원 프린팅 기술을 적용할 경우 거푸집의 설치 및 제거 공정을 생략할 수 있기 때문에 이러한 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.
따라서, 최근에는 건축 및/또는 토목 분야에서 3차원 프린팅 기술을 적용하여 건축물과 같은 구조물을 형성하는 기술이 개발되고 있는데, 이러한 3차원 프린팅 기술을 이용한 입체 건축물 또는 구조물의 형성방법은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.
그러나, 하기 [문헌 1] 등에 개시된 종래의 3차원 프린팅 기술을 적용한 건축물 제작기술은 건축공기를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 공사 기간 중 작업자의 개입을 최소화하여 작업 안전성을 향상시킬 수 있다는 장점은 있으나, 허공에 프린팅 소재를 적층할 수 없기 때문에 건축물 내부에 형성된 공간의 상부에 형성되는 천정이나 지붕의 형성이 불가능하고 3차원 입체 곡면이나 경사면 등이 포함된 비정형 건축물의 형성이 불가능한 문제점이 있다.
[문헌 1] 한국공개특허 제2016-0043509호(2016. 4. 21. 공개)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 3차원 프린팅 기술을 이용하여 건축물의 형상을 제조하는 경우 건축물에 포함된 구조물(벽체, 천정, 지붕, 기둥 등)을 형성하기 위한 건축재가 적층되지 않는 상기 구조물 사이의 공간(건축물의 실내 공간 등)에는 추후 제거가 가능한 충진재를 채움으로써 이를 기재로 하여 건축물의 천정이나 지붕 형상 뿐만 아니라 내외부 형상이 기하학적으로 이루어진 비정형 건축물의 형상도 제조가 가능한 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법을 제공하기 위한 것이다
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치는 3차원 위치를 따라 이동 가능하도록 설치되는 이송암부, 상기 이송암부의 일측에 설치되어 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 공급하는 소재공급부, 및 상기 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 상기 건축물이 설치되는 기재면에 건축재와 충진재를 적층하여 건축물의 형상을 제조하도록 상기 이송암부 및 소재공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 건축물의 구조물에 대응되는 위치에는 상기 건축재를 공급하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 충진재를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송암부는, 상기 기재면의 양측으로 서로 대향하도록 설치되는 한 쌍의 이송레일 모듈, 상기 이송레일 모듈을 따라 전후 방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 수직 방향의 길이 조절이 가능한 한 쌍의 수직암 모듈, 및 상기 수직암 모듈의 길이에 따라 높이가 달라지도록 양측 단부가 각각 상기 수직암 모듈에 연결된 수평암 모듈을 포함하고, 상기 소재공급부는 상기 수평암 모듈을 따라 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소재공급부는 건축재를 접착시키기 위한 접착재를 더 공급하되, 상기 제어부는 건축물의 구조물을 형성하는 경우 서로 이웃하여 적층되는 건축재 사이에 상기 접착재를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소재공급부는 구조물을 단열시키기 위한 단열재를 더 공급하되, 상기 제어부는 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 단열공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 단열공간에는 단열재를 공급하여 구조물 내부에 단열층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소재공급부와 일체로 구성되거나 별도로 구비되어 상기 구조물 내부에 매입되는 철근을 공급하는 철근공급부를 더 포함하되, 상기 제어부는 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 철근 삽입공간에는 철근을 공급하여 구조물 내부에 철근골조가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충진재는 미리 정해진 체적을 가지고 상기 구조물 사이의 공간을 채우기 위한 제1충진재와, 상기 제1충진재 사이에 형성된 공극을 채우기 위한 제2충진재로 구성되고, 상기 제1충진재와 제2충진재는 적층시 구조물에 하중 부하를 가하는 것을 방지하기 위하여 상기 건축재보다 가벼운 소재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조방법은 미리 저장된 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 상기 건축물이 설치되는 기재면에 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 적층하여 건축물의 형상을 제조하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 제조된 건축물 내부의 충진재를 제거하는 제2단계를 포함하되, 상기 제1단계에서 건축물의 구조물에 대응되는 위치에는 건축재를 적층하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 공간을 채우기 위한 충진재를 적층하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1단계에서 건축물의 구조물을 형성하는 경우 서로 이웃하여 적층되는 건축재 사이에 상기 건축재를 접착시키기 위한 접착재를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1단계에서 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 단열공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 단열공간에는 구조물을 단열시키기 위한 단열재를 공급하여 구조물 내부에 단열층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1단계에서 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 철근 삽입공간에는 철근을 공급하여 구조물 내부에 철근골조가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법은 건축재를 적층하여 3차원 프린팅 방식에 의하여 건축물의 형상을 제조하는 경우 건축재가 적층되지 않는 건축물의 구조물 사이의 공간(건축물의 실내 공간 등)에는 추후 제거가 가능한 충진재를 채움으로써 그 상부에 건축재의 적층이 이루어지도록 구성되기 때문에, 종래 기술에서 문제가 되었던 건축물의 천정면, 지붕 또는 기하학적인 곡면을 가진 비정형 건축물의 내외부 벽체, 경사면 등의 형상도 3차원 프린팅 방식에 의하여 용이하게 제조가 가능한 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치의 전체 구성을 나타낸 사시도,
도2는 도1의 장치를 이용하여 건축용 3차원 형상을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도,
도3a와 도3b는 각각 도1의 장치를 이용하여 건축물의 지붕을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도4a와 도4b는 각각 도1의 장치를 이용하여 건축용 3차원 형상을 제조하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면,
도5는 도1에 도시한 장치의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도, 및
도6과 도7은 각각 도1의 장치를 이용하여 건축물의 구조물 내부에 철근골조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치의 전체 구성을 나타낸 사시도이고, 도2는 도1의 장치를 이용하여 건축용 3차원 형상을 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이며, 도3a와 도3b는 각각 도1의 장치를 이용하여 건축물의 지붕을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도4a와 도4b는 각각 도1의 장치를 이용하여 건축용 3차원 형상을 제조하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도5는 도1에 도시한 장치의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도이며, 도6과 도7은 각각 도1의 장치를 이용하여 건축물의 구조물 내부에 철근골조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치는 3차원 위치를 따라 이동 가능하도록 설치되는 이송암부(1)와, 상기 이송암부(1)의 일측에 설치되어 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 공급하는 소재공급부(40)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 실시예에서는 일예로서 상기 이송암부(1)가 건축물이 설치되는 기재면(3)의 양측으로 서로 대향하도록 설치되는 한 쌍의 이송레일 모듈(10), 상기 이송레일 모듈(10)을 따라 전후 방향으로 이동 가능하도록 설치된 한 쌍의 수직암 모듈(20), 및 양측 단부가 각각 상기 수직암 모듈(20)에 연결된 수평암 모듈(30)을 포함하도록 구성하였는데 이에 한정되지 아니하며, 3차원 좌표를 따라 위치 이동이 가능한 구성이면 이와 다르게 구성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 이송레일 모듈(10)은 수직암 모듈(20)을 전후 방향으로 이송하기 위한 레일 슬롯(11)이 구비되어 있으며, 일측에는 수직암 모듈(20)을 이송시키기 위한 동력이 전달되는 동력공급라인(PL)이 연결되어 있다.
이때, 상기 동력공급라인(PL)은 일예로서 유압 공급라인 또는 전력 공급라인 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 수직암 모듈(20)은 하부의 이송휠(21)이 이송레일 모듈(10)의 내부에서 상기 레일 슬롯(11)에 결합됨으로써 전후 방향(즉, 이송레일모듈의 길이 방향)으로의 이동이 가능하도록 구성되고, 상부에는 수직 방향의 길이 조절이 가능하도록 길이 조절이 가능한 유압식 또는 전동식 실린더(22)가 형성되어 있으며, 일측에는 상기 실린더(22)의 동작에 필요한 동력이 공급되는 동력공급라인(PL)이 연결되어 있다.
또한, 상기 수평암 모듈(30)은 양측 단부가 각각 상기 수직암 모듈(20)의 실린더(22)에 결합됨으로써 상기 수직암 모듈(20)의 길이가 조절됨에 따라 높이가 조절될 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 소재공급부(40)는 수평암 모듈(30)을 따라 좌우 방향(즉, 수평암 모듈의 길이 방향)으로 이동 가능하도록 상기 수평암 모듈(30)의 일측에 결합된 이송홀더 모듈(41)과, 상기 이송홀더 모듈(41)에 결합되어 건축물의 형성에 필요한 소재를 공급하는 소재공급모듈(42)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 수평암 모듈(30)과 이송홀더 모듈(41)의 결합부에는 소재공급부(40)의 이동을 위한 이송레일(미도시)이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 이송홀더 모듈(41)의 일측에는 소재공급부(40)의 이동에 필요한 동력을 제공하는 동력연결라인(PL)이 연결되어 있다.
또한, 상기 소재공급모듈(42)은 필요에 따라 복수 종류의 소재를 공급할 수 있도록 구성되는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 소재공급모듈(42)이 건축물의 포함된 바닥, 벽체, 천정, 지붕, 기둥 등의 구조물을 형성하기 위한 건축재를 공급하는 건축재 공급모듈(42a), 상기 건축재를 접착시키기 위한 접착재를 공급하는 접착재 공급모듈(42b), 구조물을 단열시키기 위한 단열재를 공급하는 단열재 공급모듈(42c), 구조물 내부에 매입되는 철근을 공급하는 철근 공급모듈(42d), 후술하는 바와 같이 건축물의 구조물 사이에 형성되는 공간을 채우기 위한 충진재를 공급하는 제1,2충진재 공급모듈(42e,42f)을 포함하도록 구성하였다.
본 실시예에서는 일예로서 상기 소재공급모듈(42)이 각각 6개의 서로 다른 종류의 소재를 공급하는 모듈로 구성되는 경우를 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 본 실시예와 다른 종류의 소재를 공급하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예에서는 6개의 소재 공급모듈(42a 내지 42f)이 모두 이송홀더 모듈(41)에 결합되어 이송암부(1)의 동작에 의하여 이동되는 경우를 일예로서 설명하고 있으나, 필요에 따라서는 소재의 부피나 하중이 큰 철근 공급모듈 등의 경우에는 별도의 공급구조에 의하여 공급되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 소재공급모듈(42)은 각각의 하우징 내부에 소재가 미리 충진되어 있도록 구성될 수도 있으나, 필요에 따라서는 외부의 소재 공급원과 연결되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 건축재는 일예로서 콘크리트 등으로 구성될 수 있고, 상기 접착재는 일예로서 모르타르 또는 통상의 건축용 접착재 등으로 구성될 수 있으며, 상기 단열재는 일예로서 발포폼, 암면, 글라스 울(glass wool) 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 충진재는 미리 정해진 체적을 가지고 상기 구조물 사이의 공간을 채우기 위한 제1충진재와 상기 제1충진재 사이에 형성된 공극을 채우기 위한 제2충진재로 구성될 수 있는데, 상기 제1충진재와 제2충진재는 후술하는 바와 같이 적층하는 경우 건축재로 형성된 구조물에 하중 부하를 가하는 것을 방지하기 위하여 외형을 유지할 수 있는 강도를 구비하면서도 상기 건축재보다 가벼운 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
일예로서, 상기 충진재는 경량의 플라스틱 등으로 구성될 수 있으며, 특히 제1충진재의 경우 내부가 비어 있는 체적체로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치의 동작 구성을 살펴보면, 먼저 입력부(110)를 통하여 작업자 등이 제조하고자 하는 건축물의 작업조건(적층되는 소재의 종류, 적층 속도, 건축물의 형상 데이터, 소재의 적층 위치 등)과 작업개시 신호 등을 입력하면, 제어부(100)는 메모리부(120)에 미리 저장된 작업 방식(또는 작업 알고리즘)에 따라 이송레일 모듈(10), 수직암 모듈(20), 이송홀더 모듈(41), 및 소재공급 모듈(42)의 동작을 제어하여 건축물의 형상을 제조하게 된다.
본 실시예에서는 일예로서 상기 소재공급부(40)의 전후 방향 이동은 이송레일 모듈(10)에 의해 이루어지고, 상하 방향 이동은 수직암 모듈(20)에 의해 이루어지며, 좌우 방향 이동은 이송홀더 모듈(41)에 의하여 이루어지는 경우를 설명하고 있으나 이에 한정되지 아니하며, 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 상기 소재공급부(40)의 이동을 위한 구성은 여러 가지 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
또한, 건축물의 형상 데이터라고 함은 3D 캐드 등을 이용하여 작성된 건축물의 설계 데이터로서 각 노드점의 3차원 위치 정보(또는 좌표 정부)를 포함하고 있는 데이터를 의미하는데, 상기 도1에 도시한 장치의 경우 건축물의 형상 데이터가 작업시 입력부(110)를 통해 실시간으로 입력되거나 메모리부(120) 등에 미리 저장되어 있도록 구성될 수 있다.
다음으로, 상술한 도1의 장치를 이용하여 건축물의 형상을 제조하는 방법을 도2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제어부(100)는 기재면(3) 상에서 상기 이송암부(1)와 소재공급부(40)의 동작을 제어하여 상기 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 도2에 도시한 바와 같이 상기 건축물이 설치되는 기재면(3)에 건축재(51)와 충진재(52,53)를 적층하게 된다.
이때, 상기 제어부(100)는 건축물의 구조물(바닥, 벽체, 천정, 지붕, 기둥 등)에 대응되는 위치에는 상기 건축재(51)를 공급하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 충진재(52,53)를 공급하게 된다.
또한, 상기 제어부(100)는 건축물의 구조물을 형성하는 경우 적층되는 건축재가 건조(또는 양생)되는 과정에서 서로 일체화되도록 할 수도 있으나, 필요에 따라서는 도2의 (d) 내지 (f)에 도시한 바와 같이 서로 이웃하여 적층되는 건축재(51) 사이에 접착재(54)를 공급함으로써 적층되는 건축재(51)가 더욱 견고한 구조물을 형성하도록 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 건축재(51)와 충진재(52,53)를 적층하게 되면 건축물에 포함된 구조물 사이의 공간(예를 들어, 건축물의 실내 공간 등)들이 충진재(52,53)에 의하여 채워진 상태이므로 그 상부에 건축재(51)의 적층이 가능해지기 때문에, 본 발명에 따른 건축용 3차원 형상 제조장치의 경우 도2의 (g), 도3a, 도3b에서 도시한 바와 같이 종래 기술에서 문제가 되었던 천정면, 지붕 또는 기하학적인 곡면을 가진 비정형 건축물의 벽체, 경사면 등의 형상도 3차원 프린팅 방식에 의하여 용이하게 제조가 가능하게 된다.
또한, 상기 지붕이나 비정형 건축물의 벽체 등이 건물의 외측으로 연장되는 경우 필요에 따라서는 도3b에 도시된 바와 같이 건물의 외측에 보조 벽체(W)를 설치하고, 상기 보조 벽체(W)와 건축물의 외곽 구조물 사이에 충진재(52,53)를 채우는 방식으로 지붕 등을 형성하기 위한 건축재(51)를 적층할 수도 있다.
상술한 방식에 의하여 건축물의 형상이 완성되면 일정 시간 동안 건조(또는 양생)시킨 후에 상기 건축물로부터 충진재(52,53)를 분리함으로써 건축물의 형상 제조가 완료되는데, 이 경우 건축물을 상부로 들어올려 개방된 하부면을 통해 충진재(52,53)가 배출되도록 하는 방식을 적용하거나 건축물의 형상 설계시 상기 충진재(52,53)를 배출하기 위한 배출구가 형성되도록 하는 방식 등을 적용할 수 있다.
한편, 상기 제어부(100)는 건축물 등의 단열을 위하여 도4a와 도4b에 도시한 바와 같이 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 단열공간이 형성되도록 건축재(51a,51b)를 적층하고, 상기 단열공간에는 단열재(55)를 공급하여 구조물 내부에 단열층이 형성되도록 할 수도 있다.
이 경우, 상기 제어부(100)는 건축재(51a,51b)를 적층하는 단계마다 상기 단열재(55)를 공급하여 단열층을 형성할 수도 있고, 경우에 따라서는 건축재(51a,51b)의 적층이 완료된 후에 단열공간 전체에 발포폼을 분사하는 방식으로 단열층을 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(100)는 건축물의 강도를 보강하기 위하여 도4a와 도4b에 도시한 바와 같이 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 건축재(51a,51b)를 적층하고, 상기 철근 삽입공간에는 철근(56)을 공급하여 구조물 내부에 철근골조가 형성되도록 할 수도 있다.
본 실시예에서는 일예로서 상기 단열공간 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 구성하였으나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 단열공간과 철근 삽입공간이 별도의 공간으로 구성될 수도 있다.
도6과 도7에는 본 발명의 일실시예에 따른 철근 소재의 구성 및 이들의 결합 방식이 예시적으로 도시되어 있다.
본 실시예의 경우 상기 철근(56)은 건축물의 모서리부분에 설치되는 제1이음 철근(56a), 상기 제1이음 철근 사이에 설치되는 제2이음 철근(56b), 및 상기 제1이음 철근(56a)과 제2이음 철근(56b)을 연결하는 연결 철근(56c)으로 구성되는데, 수평면 방향으로는 상기 연결 철근(56c)에 의한 철근(56a,56b,56c)의 결합으로 철근골조가 형성되고 수직 방향으로는 제1이음 철근(56a) 상호간의 적층 결합 및 제2이음 철근(56b) 상호간의 적층 결합에 의하여 철근골조가 형성된다.
이 경우, 필요에 따라서는 상하 방향으로 위치하는 상기 연결 철근(56c) 상호간을 결합하기 위한 철근 연결구조가 더 적용될 수도 있는데, 건축물의 강도 보강을 위해 철근골조를 형성하는 방식은 본 실시예와 다른 여러 가지 다양한 방식에 의하여 구현될 수 있다.
1 : 이송암부 10 : 이송레일 모듈
20 : 수직암 모듈 30 : 수평암 모듈
40 : 소재공급부 41 : 이송홀더 모듈
42 : 소재공급 모듈 51 : 건축재
52,53 : 제1,2충진재 54 : 접착재
55 : 단열재 56 : 철근
100 : 제어부

Claims (10)

  1. 3차원 위치를 따라 이동 가능하도록 설치되는 이송암부;
    상기 이송암부의 일측에 설치되어 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 공급하는 소재공급부; 및
    상기 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 상기 건축물이 설치되는 기재면에 건축재와 충진재를 적층하여 건축물의 형상을 제조하도록 상기 이송암부 및 소재공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 건축물의 구조물에 대응되는 위치에는 상기 건축재를 공급하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 충진재를 공급하며,
    상기 충진재는 미리 정해진 체적을 가지고 상기 구조물 사이의 공간을 채우기 위한 제1충진재와, 상기 제1충진재 사이에 형성된 공극을 채우기 위한 제2충진재로 구성되고, 상기 제1충진재와 제2충진재는 적층시 구조물에 하중 부하를 가하는 것을 방지하기 위하여 상기 건축재보다 가벼운 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송암부는,
    상기 기재면의 양측으로 서로 대향하도록 설치되는 한 쌍의 이송레일 모듈;
    상기 이송레일 모듈을 따라 전후 방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 수직 방향의 길이 조절이 가능한 한 쌍의 수직암 모듈; 및
    상기 수직암 모듈의 길이에 따라 높이가 달라지도록 양측 단부가 각각 상기 수직암 모듈에 연결된 수평암 모듈을 포함하고,
    상기 소재공급부는 상기 수평암 모듈을 따라 좌우 방향으로 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소재공급부는 건축재를 접착시키기 위한 접착재를 더 공급하되,
    상기 제어부는 건축물의 구조물을 형성하는 경우 서로 이웃하여 적층되는 건축재 사이에 상기 접착재를 공급하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소재공급부는 구조물을 단열시키기 위한 단열재를 더 공급하되,
    상기 제어부는 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 단열공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 단열공간에는 단열재를 공급하여 구조물 내부에 단열층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소재공급부와 일체로 구성되거나 별도로 구비되어 상기 구조물 내부에 매입되는 철근을 공급하는 철근공급부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 철근 삽입공간에는 철근을 공급하여 구조물 내부에 철근골조가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조장치.
  6. 삭제
  7. 미리 저장된 건축물의 형상 데이터에 포함된 위치 정보에 따라 이동하면서 상기 건축물이 설치되는 기재면에 건축물에 포함된 구조물의 형성에 필요한 건축재와 상기 건축물에 포함된 공간의 형성에 필요한 충진재를 적층하여 건축물의 형상을 제조하는 제1단계와,
    상기 제1단계에서 제조된 건축물 내부의 충진재를 제거하는 제2단계를 포함하되,
    상기 제1단계에서 건축물의 구조물에 대응되는 위치에는 건축재를 적층하고, 상기 구조물 사이의 공간에 대응되는 위치에는 상기 공간을 채우기 위한 충진재를 적층하며,
    상기 충진재는 미리 정해진 체적을 가지고 상기 구조물 사이의 공간을 채우기 위한 제1충진재와, 상기 제1충진재 사이에 형성된 공극을 채우기 위한 제2충진재로 구성되고, 상기 제1충진재와 제2충진재는 적층시 구조물에 하중 부하를 가하는 것을 방지하기 위하여 상기 건축재보다 가벼운 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1단계에서 건축물의 구조물을 형성하는 경우 서로 이웃하여 적층되는 건축재 사이에 상기 건축재를 접착시키기 위한 접착재를 공급하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1단계에서 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 단열공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 단열공간에는 구조물을 단열시키기 위한 단열재를 공급하여 구조물 내부에 단열층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1단계에서 건축물의 구조물 중 적어도 일부에는 내부에 철근 삽입공간이 형성되도록 건축재를 적층하고, 상기 철근 삽입공간에는 철근을 공급하여 구조물 내부에 철근골조가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축용 3차원 형상 제조방법.
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