[Project 인사이트]갤러리아 광교의 '보석 파사드', 3D 프린터로 지었다고?

 

 

수원 광교의 랜드마크, 갤러리아 백화점을 보신 적 있나요? 거대한 암석을 깎아낸 듯한 외관에, 다면체 유리들이 보석처럼 박혀 있는

 

모습은 단숨에 시선을 사로잡습니다.

하지만 이 아름다운 디자인 뒤에는 시공사들이 혀를 내두를 만큼의 난해한 과제가 숨어 있었습니다. 위드웍스는 이 불가능해 보이는 미션을 해결하기 위해 건설 현장에 '3D 프린팅' 기술을 도입했습니다.

광교갤러리아(설계: OMA+간삼, 시공:한화건설)

Challenge: 8개의 스틸 파이프가 한 점에서 만날 수 있을까?

이 건물의 핵심은 불규칙하게 튀어나온 '비정형 유리 파사드'입니다. 약 4,600㎡ 면적에 적용된 이 디자인을 구현하려면 다음과 같은 기술적 난제들을 해결해야 했습니다.

• 복잡한 각도: 유리끼리 꺾이는 각도가 ±90도에 달하고, 한 연결점(Node)에  6개 이상의 스틸 프레임이 모여야 했습니다.
• 축의 불일치: 건물의 뼈대(구조) 중심선과 외장재(유리) 중심선이 일치하지 않았습니다. 억지로 맞추려다 보면 유지 중심축과 스틸 프레임 중심축이 일치하지 않아, 현장에서 하나하나 실측해서 맞춰야 하는 최악의 상황이었습니다.
• 기존 공법의 한계: 일반적인 CNC 밀링(깎아서 만듦) 방식은 제작 기간이 너무 길고(개당 5일), 재료 낭비가 심했습니다. 기존 주조 방식 역시 형상이 너무 복잡해 샌드몰드가 터지는 등 한계를 확인했습니다. 

실패(밀링, 기존주조방식)

"수백 가지 모양의 연결 부품, 어떻게 빠르고 정확하게 만들까?"
답은 3D 프린팅에 있었습니다.

Solution: 3D 프린팅으로 탄생한 '스마트 노드(Smart Node)'

1. 3D 프린팅 샌드 몰드 (Sand Mold)

위드웍스는 3D 프린터로 노드 자체를 출력하는 대신, 노드를 찍어낼 '샌드몰드(Sand Mold)'을 3D 프린팅했습니다. 이 방식은 복잡한 내부 형상을 자유롭게 구현할 수 있고, 다품종 소량 생산에 최적화되어 있습니다.

이 몰드에 쇳물을 부어 주강으로 만든 것이 바로 위드웍스의 '스마트 노드(Smart Node)'이며,  총 647개의 서로 다른 형상의 노드가 이 방식으로 탄생했습니다.

 

3D 프린팅과 스마트노드 샘플

 

시공용 스마트노드

 

2. DfMA 기반의 대형 블록 공법

BIM 데이터와 3D 스캐닝 측량을 통해 정밀하게 제작된 스마트 노드는 현장 실측이 필요 없었습니다. 이를 바탕으로 공장이 아닌 외부 조립장에서 거대한 '대형 블록' 42개를 미리 조립했습니다.

완성된 블록은 무인 모듈 트랜스포터(SPMT, Self-Propelled Modular Transporter )로 운반해 크레인으로 한 번에 설치했습니다. 덕분에 고공에서의 위험한 용접 작업을 최소화하고 공사 기간을 획기적으로 단축했습니다.

비주얼 목업

파사드 모듈러 공법

 

스마트노드 파사드 모듈 이동(모듈 트랜스포터)

부재가 8개 모이는 스마트노드 내부 이미지

 

공사완료 전경

 

▶ 시공사진 link

GWANGGYO GALLERIA

 

Result & Insight: 재시공률 0.6%, 기술이 증명한 품질

결과는 놀라웠습니다. 총 1,652장의 현장 실측없이 선제작한 유리 중 재제작한 유리는 단 10장(0.6%)에 불과했습니다. 통상적인 비정형 건축 현장에서는 상상하기 힘든 99.4%의 정확도입니다.

또한, 난이도가 극악이라 불렸던 파사드 공사를 단 7개월 만에 마무리했습니다. 갤러리아 광교 프로젝트는 비싼 실험실 기술로만 여겨졌던 3D 프린팅이 실제 대형 건축물에 적용되어 경제성과 품질을 모두 잡을 수 있음을 증명한 기념비적인 사례입니다.

 

국제학술지 등재

• Behavior of Hollow Structural Section Branch-to-Casting Node Connections for Free-Form Grid Shell Structures, ASCE(Kwang-Hee Han, Tae-Sung Eom,  Hyeon-Jong Hwang, Jang-Hyun Lee, and Sungjin Kim)
• Additive manufacturing (3D Printing)-applied construction: Smart node system for an irregular building façade, Journal of Building Engineering (Sangho Na, Sungjin Kim, Sungkon Moon)

국제학술지(SCI급)에 갤러리아 광교의 스마트노드 시스템에 대한 논문 두편이 등재되어 3D 프린팅의 혁신기술로 인정 받음

 

복잡한 디자인 때문에 고민이신가요? 위드웍스의 Smart Node와 3D 설계 엔지니어링 기술이 있다면, 가장 복잡한 도면이 가장 완벽한 현실이 됩니다.

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