3D 프린팅 기술로 탄생한 세계 최초의 다리, 암스테르담서 개통

3D 프린팅 기술로 탄생한 세계 최초의 다리가 네덜란드 수도 암스테르담에서 마침내 개통했다.

현지 기술 기업 ‘MX3D’가 3D 프린팅 로봇을 사용해 만든 보도교는 암스테르담 홍등가에 있는 아우데제잇스 아흐데르부르흐발 운하 위에 지난 15일(현지시간) 설치됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 전했다.

보도에 따르면, 4년 넘게 제작과 안전성 시험을 거친 이 S자형 운하교는 길이 12m 정도에 불과하지만 앞으로 암스테르담 시민이 직접 건너보며 실증 시험에 참여하는 ‘일상의 실험실’(Living Laboratory) 역할을 할 예정이다.

실증 시험에 참여한 영국 임페리얼칼리지런던(ICL) 연구진은 3D 프링팅 운하교로 시민들이 건널 때 다리 곳곳에 설치한 센서를 통해 내구성 등의 성능을 평가하고 있는 것으로 전해졌다.


이들 전문가는 센서로 수집한 다양한 데이터를 통해 통행인 수에 따라 다리 제작에 사용된 스테인리스강의 수명에 어떤 변화가 있는지를 살피고 얼마나 많은 사람이 통행하는지 등의 상호 작용을 측정한다.

이에 대해 리로이 가드너 ICL 토목환경공학과 교수는 “보행자들의 통행량을 감당할 만큼 크고 튼튼한 3D 프린팅 금속 구조물은 이전까지 건설된 사례가 없다”면서 “우리는 이 다리 구조물과 구성품을 인쇄 과정 전반에 걸쳐 시험하고 모의시험해 왔는데 마침내 완성된 다리가 일반인에게 공개된 모습을 보니 정말 멋지다”고 말했다.

다리 곳곳에 설치된 센서로 수집한 데이터는 실제 다리를 모방한 컴퓨터판 다리 ‘디지털 트윈’에도 기록된다. 이를 통해 실제 교량의 성능을 비교 시험해 3D 프린팅 철강의 적합성에 관한 의문에 답하고 앞으로 진행할 3D 프린팅 건설 프로젝트에 정보를 제공할 수 있다.

3D 프린팅 기술은 소프트웨어를 사용해 3차원 디자인을 만든 뒤 3D 프린팅 로봇으로 인쇄하는 것이다. 이때 로봇의 팔 끝에는 인쇄 물질을 방출하는 노즐이 장착돼 있는데 이번 프로젝트의 경우 철강을 층층이 용접하는 것이다.

개발 업체는 약 4.5t의 스테인리스강을 사용해 3D 프린팅 운하교를 정교하면서도 아름다운 곡선의 디자인으로 인쇄했다. 다리는 4개의 주요 부품과 4개의 소용돌이 같은 모퉁이로 각각 인쇄해 수작업으로 용접해 붙여 만든 것이다.



업체 측에 따르면, 결과물은 단순히 대중을 위한 기능적 목적 이상의 것으로 예술적인 설치와 기술을 기념한다.

3D 프린팅 운하교의 인쇄 작업은 2017년 3월부터 약 6개월 동안에 걸쳐 진행됐으며 완성된 다리는 2018년 10월 네덜란드 디자인 위크 전시회에서 처음 공개됐다.

하지만 다리의 설치는 이후 코로나19의 세계적 대유행으로 최근까지 연기될 수밖에 없었다.

가드너 교수는 “3D 프린팅 기술은 건설업계에 엄청난 기회를 주므로 재료의 특성과 형태 면에서 훨씬 더 큰 자유를 얻을 수 있다”면서 “이런 자유는 또 다양한 도전에 직면하게 해 구조물 기술자는 새로운 방식으로 사고해야 한다”고 지적했다.

ICL 연구진은 운하교에서의 통행 검사와 컴퓨터 모형화, 실증 시험 등 연구 프로그램에 참여했다.

이에 대해 크레이그 뷰캐넌 ICL 박사는 “우리는 4년 넘게 마이크로미터 규모로 인쇄한 미세 구조물을 연구해 완성된 다리에서의 하중 시험을 시행해왔다”고 말했다.

이 도전적인 작업은 ICL의 실험실과 암스테르맘과 인셰데의 실제 3D 프린팅 다리의 건설 과정에서 이뤄졌다.

한편 3D 프린팅 운하교의 건설과 검증시험 중에 연구논문 3편이 발표됐다. 이 중 두 논문은 지난해 ‘건설 철강 연구 저널’(Journal of Constructural Steel Research)과 ‘재료·설계’(Materials & Design), 나머지 한 논문은 2019년 ‘공학적 구조’(Engineering Structures)에 실렸다.

사진=임페리얼칼리지런던 제공

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr