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선경 국
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 18, No. 11 pp , ISSN / eissn 사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 김종성 1*, 김선겸 2, 서명배 1, 김태훈 1, 주기범 1 1 한국건설기술연구원, 2 한국과학기술정보연구원 A Proposal of 3D Printing Service Platform for Construction Industry through case analysis Jongsung Kim 1*, Sun-Kyum Kim 2, Myoung-Bae Seo 1, Tae-Hoon Kim 1, Ki-Beom Ju 1 1 Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology 2 Korea Institute of Science and Technology Information 요약최근웹기반의 3D 프린팅관련서비스플랫폼들이증가하고있으며, 소비자들은이러한서비스플랫폼을이용하여 3D 데이터를수집하고제작을의뢰하며유통서비스를통해상품을받아볼수있게되었다. 이러한 3D 프린팅기술의적용이근래에는건설분야로까지확장되어기술이발전하고있으나이와관련된서비스플랫폼의가이드라인및운영사례는국내외모두찾아볼수없다. 따라서본연구에서는기존타산업분야에서활발하게사용되는 10개의웹기반 3D 프린팅서비스플랫폼의기능을조사 분석하여건설분야 3D 프린팅서비스플랫폼구축을위한가이드라인으로활용하였다. 또한플랫폼의구동시나리오작성을통해건설 3D 프린팅서비스통합플랫폼이갖추어야할설계, 시공, 유통서비스의모습을제시하였다. 3D 프린팅기술의발전에따라설계, 시공, 유통등의전반적인건축시장의패러다임이변화할것이며, 이러한변화에대비하고향후디지털건축시장의개척을위해서는본연구에서제시한건설 3D 프린팅서비스플랫폼의역할이클것으로기대한다. Abstract Recently, there has been an increase in the number of web-based three-dimensional (3D) printing-related service platforms, which allow consumers to collect 3D modeling data, make requests for production, and receive goods through a distribution service using the service platform. The application of 3D printing technology has been expanded to the construction field, yet no guidelines for the related service platform or operation examples can be found. Therefore, the functions of 10 web-based 3D printing service platforms actively used in other industries were investigated and analyzed in this study, and the analysis results were used as a guideline to develop a 3D printing service platform for the construction industry. In addition, the design, construction and distribution services to be equipped with the construction 3D printing service integration platform were presented by creating the driving scenario of the platform. As 3D printing technology develops, the overall construction and architectural paradigms for design, construction and distribution will change. To prepare for such changes and to pioneer the digital construction market in the future, the role of the 3D printing service platform is expected to increase continually. Keywords : 3D printer, 3D printing in the construction industry, Construction 3D printing, Distribution service, Service Platform 1. 서론 3D 프린팅기술은 1980년도에소개된이후로가장빠르게발전하고있는기술중하나로최근에각광받고 1.1 연구의배경과목적있는대표적인 3차원물체를만드는제조기술이다 [1]. 본논문은국토교통부도시건축연구사업연구비지원 (17AUDP-B ) 으로수행되었음. * Corresponding Author : Jongsung Kim (Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) Tel: kimjongsung@kict.re.kr Received August 30, 2017 Revised (1st September 29, 2017, 2nd October 26, 2017) Accepted November 3, 2017 Published November 30,

2 한국산학기술학회논문지제 18 권제 11 호, D 프린팅기술을기존산업에적용할경우, 시제품의제작비용및상용화시간을대폭절감시킬수있으며, 다품종소량생산및개인별맞춤형제작이쉽고기존절삭가공대비복합한형상의정밀제작이가능해지면서소재절감및사회 경제적효과가매우크다 [2]. 고가의장비때문에제한된분야에서활용되어온 3D 프린팅기술은 2014년저작권만료이후양산화되어가격이저렴해지고장비들이다양해짐에따라여러분야에서활용이가능하게되었다. 한국정부에서도 3D 프린팅산업발전전략 을수립하여 3D 프린팅산업저변확대를유도하고있으며, 이에따라 3D 프린팅기술은점진적으로전문가의영역에서일반인의영역으로확장되고있다 [3]. 이러한 3D 프린팅기술이우리사회및경제전반에미칠효과에대해선의심의여지가없으나소비자들의 3D 프린팅기술의이용은여전히낮은수준으로, 이러한차이는 3D 프린터를이용해물체를출력하기위해서단순히 3D 프린터만있으면되는것이아니라 3D 모델링소프트웨어및모델링기술등관련지식이더필요하기때문에나타난다 [4]. 3D 프린팅관련서비스플랫폼들은이러한기술과소비자인식의차이를해소하기위해시작된것으로소비자가원하는디자인을원하는수준의제품으로출력할수있도록해준다. 최근웹기반의 3D 프린팅관련서비스플랫폼들이증가하고있으며 [5] 소비자들은이러한플랫폼을이용하여 3D 데이터를수집하고제작을의뢰하며, 유통서비스를통해상품을받아볼수있게되었다. 소형제조업뿐아니라의료, 자동차, 항공업계도 3D 프린팅기술이활발하게사용되고있으며, 근래에는건물을 3D 프린팅기술을이용하여프린트하는등건설분야로까지 3D 프린팅기술의적용범위가확장되고있다 [6]. 하지만제조업과달리건설분야는소요비용이높고시간이오래걸리기때문에 3D 프린팅시공전에원가나공기등을산정하기위한지원도구등이반드시필요하고, 건축물의안정성때문에시공현황을모니터링할수있는기능등이필요하나관련기술이전무한상황이다. 따라서본연구의목적으로기존타산업분야에서사용되는웹기반의 3D 프린팅서비스플랫폼을조사및분석하여건축분야에서활용하기위한 3D 프린팅서비스플랫폼이갖춰야하는기능과구동시나리오를제안하고자한다. 1.2 연구의범위와방법본연구의목적인건설 3D 프린팅서비스플랫폼기능도출및구동시나리오제안을위하여소형제조업등건설산업외의타산업분야에서사용되고있는웹기반의 3D 프린팅플랫폼의사례를분석하였다. 플랫폼선정을위하여 Moilanen[7] 가진행하였던 3D 프린팅사용및서비스에관한설문조사를바탕으로현재까지유효하게운영되는플랫폼과그외에상용 3D 프린터를제작하는업체에서운영하는플랫폼등대표적인플랫폼 10 개를선정하여기능을분석하였다. 기존사례분석을통해타산업분야의 3D 프린팅서비스플랫폼이제공하는공통된기능을도출하였고이렇게도출된기능을건설 3D 프린팅서비스플랫폼의기능으로적용하고이를바탕으로주문에서유통까지의건설 3D 프린팅서비스플랫폼의구동시나리오를작성하였다. 2. 타산업분야 3D 프린팅플랫폼사례분석 2.1 플랫폼사례건축분야의 3D 프린팅서비스플랫폼가이드라인구축에활용할수있도록 Thingiverse와 Shapeways (Fig. 1) 를포함하여타산업분야의대표적인웹기반 3D 프린팅서비스플랫폼을조사하여기능을분석하였다 Thingiverse Thingiverse[8] 는사용자가직접설계한디자인파일을공유하는플랫폼으로일반사용자들도간편하게파일을업 / 다운로드하고공유할수있으며, 제작을위해별도의서비스페이지를활용할수있는연결서비스를제공한다. 교육페이지를두어일반인사용자들을위해 3D 프린팅및제작방법설명을해주며, 실제사용자가작성한상품을업로드시에 3D 프린팅기법에맞게보정하여준다 My Mini Factory My Mini Factory[9] 는디자이너및소비자가업로드한 3D 프린팅디자인을공유하는플랫폼이다. 업로드된디자인의 프린팅가능성 을평가하여사용자로하여금실제로프린팅이가능한지를알수있게해주며이러한 54

사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 기능을통해 3D 프린팅가능한디자인만을공유한다. 다양한디자인경쟁을통해제품의질을높일수있도록하고있다. 2.1.3 Shapeways Shapeways[10] 는소비자와디자이너의직접적인연결을통해다양한 3D 프린팅상품을설계, 공유, 판매하기위한통합플랫폼이다.

3 사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 기능을통해 3D 프린팅가능한디자인만을공유한다. 다양한디자인경쟁을통해제품의질을높일수있도록하고있다 Shapeways Shapeways[10] 는소비자와디자이너의직접적인연결을통해다양한 3D 프린팅상품을설계, 공유, 판매하기위한통합플랫폼이다. 3D 모델제작도구와교육페이지를제공하며완성된모델은업로드를통해팔거나공유가가능하며제품은운영업체가직접프린팅하여배송된다. 소비자가직접디자인하기가어려운경우디자인전문가연결서비스를제공하기도한다. 디자인및재료에따른 3D 프린팅비용의즉각적인견적이가능하나타제조업체와의비교견적은불가능하다 Sculpteo Sculpteo[11] 는 3D 디자인의공유, 3D 프린팅및레이저커팅을위한플랫폼서비스를제공하는프랑스회사이다. 3D 프린팅을위한제작도구를제공하며, 플라스틱, 메탈, 알루미늄등다양한재질로제작가능한서비스및일부교육센터서비스까지제공한다. 또한 3D 프린팅에소요되는비용계산과디자인및재질에따른비용절약을위한팁을제공한다 Materialise Materialise[12] 는다양한 3D 프린팅프로토타입제품뿐아니라 Materialise 3-matic, Materialise magics 등자체적으로보유한소프트웨어를통해맞춤형 3D 프린팅작업을지원한다. 제작된제품들은벨기에브뤼셀에있는스토어에서판매중이며, 특히의료분야제품의개발및생산 / 판매에집중하고있다 Quickparts Quickparts[13] 는 3D 프린터전문업체인 3D Systems 가운영하는맞춤형 3D 프린팅제조서비스를제공하는플랫폼이다. 3D 프린터로생산가능한모든제품을공급대상으로하며 3D 프린팅서비스를최적화하기위해서 QuickQuote라는견적기능을제공하여제조기업들이신속하고편하게제품출력견적및의뢰를하도록지원하고있다. 3D 프린터전문업체가운영하는만큼프린터판매를위한정보도제공한다 Stratasys Stratasys[14는 3D 프린터제조업체로기업대상의주문형파트제작기능을제공하는플랫폼이다. 3D 프린팅에관한교육기능, CAD 파일의 3D 프린팅출력용데이터변환등서비스를제공하고있으나, 제조업체를주대상으로하여일반소비자를위한출력접근성은미흡하다. 한국어를비롯한다양한언어를지원하는것이장점이다 D Hubs 3D Hubs[15] 는소비자가업로드한파일을자체제작이아닌전세계에위치한 3D 프린터제작소를연계하여관련정보를제공하는서비스플랫폼이다. 소비자가디자인파일을업로드하면소비자와가까운곳에위치한로컬 3D 프린팅제작소를검색하여보여주고, 소비자가선택한제작소에서제품을제작, 평균 48시간안에제품을받아볼수있도록한다. 다만, 데이터의공유및판매를위한별도의서비스는제공하지않아소비자가직접 3D 모델디자인을가지고있어야한다. Fig. 1. Shapeways (top) and Thingiverse (bottom) Additively Additively[16] 는사용자가데이터를업로드하면네트워크를통해약 379개의업체중해당제품을가장잘 55

4 한국산학기술학회논문지제 18 권제 11 호, 2017 출력할수있는상위 3개의업체를선정하고각업체로부터견적을받은후고객이업체를선정, 제품을주문하고, 업체가제품을생산 배송하는서비스를제공하는플랫폼이다. 또한, 242개의 3D 프린팅재료에대한정보를제공하여제품프린팅을위한최적의재료를선택할수있도록기능을제공한다 Staples Staples[17] 는약 26개국에체인을가지고있는문구류및오피스제품공급회사로 Sculpteo의 3D 프린팅서비스와자체유통망을이용한배송서비스를제공하고있다. 고객이업로드한 3D 파일을검토하여제품디자인에있는문제등을자체적으로수정한후제품을출력하여배송한다 기타 3D 프린팅의활용은주로액세서리, 미니어처, 인테리어소품과같은장식품, 게임용소품및시제품과같이소형제조업분야에국한되어있다. 최근세계적인스포츠용품업체인나이키, 아디다스, 뉴밸런스, 언더아머는 3D 프린팅을이용한맞춤형운동화의시험생산을진행하였으며, 고객맞춤형주문제작의상용화를위해유통플랫폼을론칭할예정이다. 그외에도, 3D 프린터로만든가구 (Dirk Vander Kooij[18]) 및악기 (3Dvarius[19]) 를판매하는플랫폼도있다. 2.2 사례분석결과 3D 프린팅서비스플랫폼에서제공하는대표적인기능으로는 Table 1과같이디자인의설계, 디자인의공유, 제품의출력과판매및배송, 그외의교육기능및커뮤니티등으로나눌수있다. 디자인관련기능의경우 3D 모델링을할수있는간단한소프트웨어와같은제작도구의제공, 디자인및디자인의수정에도움을받을수있도록전문디자이너와의연계, 또는사용자가업로드한디자인의출력이가능한지검토하거나오류를수정해주는서비스가포함된다. 데이터의공유관련기능으로 3D모델링데이터의유 무료업 / 다운로드, 모델링데이터를변환해주는서비스가있으며, 판매및배송관련기능으로는전문디자이너가디자인한기출력된상품의판매, 3D 프린터의판매, 온 / 오프라인마켓의연계서비스및배송서비스가있다. 제품출력관련기능으로는재료 의상세정보제공및최적재료추천서비스, 로컬 3D 프린팅제작소를연계하여출력할수있도록하는서비스가포함된다. 그외에도서비스플랫폼에따라 3D 프린팅의소개부터사용방법에이르는교육목적의지식전달서비스와사용자들의의견교환을위한커뮤니티기능도포함되어있다. Table 2는각각의 3D 프린팅서비스플랫폼이제공하는기능을정리한것으로디자인의공유를주목적으로하는데이터공유형플랫폼부터디자인및출력제품의판매를목적으로하는마켓형플랫폼까지제공하는기능에따라다양한유형의서비스플랫폼이나타난다. 대부분의서비스플랫폼은 3가지이상의기능을제공하는다목적형태의플랫폼으로변화하고있으며이를주목적에따라분류한결과는 Table 2와같다. Thingiverse나 My Mini Factory와같이무료로모델데이터의다운이가능한데이터공유형플랫폼, Shapeways나 Sculpteo와같이전문디자이너들의모델데이터를유료로판매하여디자이너들의수익을창출하는디자인마켓형플랫폼, Materialise나 Quickparts, Stratasys와같이 3D프린터전문제조업체의경우개인이아닌기타제조업체대상으로 3D 프린팅제품을판매하는프린팅서비스형플랫폼, 3D Hubs나 Additively와같이 3D 모델을가지고제품을출력하려는소비자와 3D 프린터소유자를연결하여중개자의역할을하는프린팅마켓형플랫폼등이다. 특히, 악기나가구처럼전문성및정밀성을필요로하는경우는 3D 모델링데이터의공유보다는 3D 프린팅제품의판매를통한수익창출을목적으로하는플랫폼이주를이루었다. Table 1. Main services offered by 3D printing platforms. Service Design Data Sharing Sales & Shipping Printing Etc Description Design supply, hosting, customization Co-design service Design verification Up/Download data for free or for a fee Data conversion Sales for printed 3D objects designed by professional designers Printer sales Operate on/offline markets Delivery through local/global network Material info Support for material selection Printing crowdsourcing Tutorials User community 56

5 사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 Table 2. Categorising online 3D printing platforms. Platform Design Data Sharing Sales & Shipping Printing Etc. Taxonomy* Thingiverse O O O Tutorial My Mini Factory O O O Tutorial Shapeways O O O O Community Sculpteo O O Tutorial Staples O O Materialise O O Quickparts O O Tutorial Stratasys O O Data sharing Design marketplace Printing service 3D Hubs O O Community Printing Additively O O Tutorial marketplace *Taxonomy of 3D printing platforms was adapted from Rayna et al.[4] Specifically dedicated to larger businesses and do not involve direct interactions with customers Moilanen[7] 의설문조사연구에따르면 3D 프린팅서비스플랫폼을이용하는소비자의약 80% 이상이 3D 프린팅서비스를이용하는가장중요한이유로전문가수준의프린팅결과물을얻기위함이라고답하였다. 즉, 디자인의다양성과사용자가원하는디자인의구현가능성이소비자의시각에서보는 3D 프린팅플랫폼서비스의가장중요한요소이며 [20] 이두요소가얼마나반영되어플랫폼이구성되어있느냐에따라플랫폼서비스의성공여부가달라질수있을것이다. 실제로국내의 3D 프린팅플랫폼서비스의경우디자인의다양성측면에서소비자를만족시킬만큼의충분한콘텐츠가제공되고있지않았으며, 디자인의구현가능성측면에서는소비자가업로드한디자인의오류를자동으로검토및수정해주는기능이없는등서비스플랫폼이활성화되어있지않았다. 주거할수있는건축물및 2016년 12월미국의아피스코어 (Apis Cor) 에서만든현장에서직접프린팅시공한주거용건축물까지 3D 프린팅기술이건축분야에가져온변화는매우크다고할수있다. 하지만이러한건축분야의 3D 프린팅기술발전과변화에도불구하고이와관련된서비스플랫폼의가이드라인및운영사례는국내외모두찾아볼수없다. 따라서본연구에서는디지털건축시장의개척및다양한 3D 프린팅건축상품의유통환경구축을위해기존타산업분야에서사용되는웹기반의 3D 프린팅서비스플랫폼의기능을분석한결과를건설분야 3D 프린팅서비스플랫폼구축에활용하여플랫폼이갖추어야할기능의가이드라인을구성하였다. 3.1 건설 3D 프린팅서비스플랫폼의기능 가이드라인 3. 건설분야 3D 프린팅서비스플랫폼건설분야의 3D 프린팅적용은 3D 프린팅기술의발전과함께간단한모형제작부터직접건축물을프린팅하는수준까지발전해왔다. 간단한모형제작과같은건축분야에의 3D 프린팅기술의적용은 3D 프린팅기술의소개와함께 2000년대초반부터많은연구가되어왔으며 [21-22] 이와함께미국 University of Southern California에서컨투어크래프팅 (Contour Crafting) 방식을 2001년소개한이후로직접건축물을프린팅시공하는기술이발전되어왔다. 2014년중국의윈선 (WINSUN) 사가출력물을조립하여만든실제사람이 건설분야의 3D 프린팅서비스플랫폼은 Fig. 2와같이타산업분야의서비스플랫폼과유사하게설계 ( 디자인 ), 시공 ( 출력 ), 유통 ( 판매 ) 등의기능을가지며동시에건설분야의특성을포괄할수있도록차별화한다. 설계기능의경우소형제조업분야서비스플랫폼의디자인기능과같이 3D 건축설계도면의검토기능과오류수정이가능하도록하고, BIM(Building Information Modeling) 기술을이용하여사용자가보기쉽게벽체, 창호등의범주를선택, 설계할수있도록구성되어야한다. 사용자가 3D 모델링에대한배경지식이없어도기본설계관련필요요소의선택을플랫폼내의기능에서해결할수있도록지원하고이를위해, 설계요소별데이 57

한국산학기술학회논문지제 18 권제 11 호, 2017 다. 또한, 특정사용자층외에도 3D 프린팅기반의건설기술이가지는자원 시간 인력의절약 [23], 비정형건축에대한이점등사회전반에걸쳐 3D 프린팅기술에대한인식의전환및홍보를위해서도사용할수있도록구성되어야한다. Fig. 2. Workflow of online 3D printing service platform for the manufacturing and construction industry 터를선택한후소재등을조합하는과정을거쳐쉽게설계가가능하도록한다.

6 한국산학기술학회논문지제 18 권제 11 호, 2017 다. 또한, 특정사용자층외에도 3D 프린팅기반의건설기술이가지는자원 시간 인력의절약 [23], 비정형건축에대한이점등사회전반에걸쳐 3D 프린팅기술에대한인식의전환및홍보를위해서도사용할수있도록구성되어야한다. Fig. 2. Workflow of online 3D printing service platform for the manufacturing and construction industry 터를선택한후소재등을조합하는과정을거쳐쉽게설계가가능하도록한다. 미리보기를통해설계데이터의확인이가능하도록해서사용자가원하는 3D 설계도를가질수있도록구성되어야한다. 시공기능의경우 3D 프린팅출력에따른비용예상기능및상품에적합한재료정보제공을통한재료선택서포터기능을포함하여사용자편의를우선으로한플랫폼이되도록구성되어야한다. 특히, 소규모제조업과달리건설분야는소요비용이높고공사기간이오래걸리기때문에시공전원가나공기등을산정하기위한지원도구를추가하고, 시공진행상황을사용자가직접모니터링할수있도록플랫폼에서지원해야한다. 유통기능의경우건축물외에도 3D 프린팅을이용한인 / 아웃테리어용소품및건축부재의설계, 시공, 유통이가능하도록하여상품의다양성을갖고, 3D 프린팅으로출력한건축상품의판매및건축물유지관리에관한기능을포함하여구성되어야한다. 건설분야의 3D 프린팅서비스플랫폼은건설및건축분야라는서비스의특성에따라소형제조업과달리특정사용자층이존재할것이므로정보제공의대상이확실하고요구사항이특정될것이다. 즉, 건설 3D 프린팅서비스플랫폼의사용자대부분은설계사, 시공사, 감리및관련공무원등기존의건축공법에는익숙하지만 3D 프린팅을이용한건축기법에익숙하지않을것으로교육및정보제공에관한기능을활용하여사용자의확보가필요할것이다. 교육및정보제공에관한기능으로 3D 프린팅건축기법소개및튜토리얼을포함해야하 3.2 통합서비스플랫폼구동시나리오및한계점건설 3D 프린팅서비스플랫폼은기존의전통적인건설 건축공법에익숙한사용자들에게 3D 프린팅기반의건설방식을충분히이해시키기위해관련정보를전달하고기술과지식습득을지원하여 3D 프린팅기술기반의설계가가능하도록구성되어야한다. 또한, 내외장재, 건축부재, 인테리어제품부터소형건축물에이르기까지 3D 프린팅출력이가능한건축상품들이기존제조업분야의시장과마찬가지로유통이될수있는통합서비스플랫폼은 Fig. 3과같다. 소형건축물의경우, 건설 3D 프린팅통합서비스플랫폼에서사용자는가장먼저원하는형상의 3차원설계도를작성하게된다. 3차원설계도작성을위한프로그램은플랫폼내에서제공하는디자인기능의설계소프트웨어를활용하여원하는형상으로설계한후업로드하거나사용자가미리작업해두었던 3차원설계파일을플랫폼에업로드할수있다. 이렇게업로드된 3차원설계도면은플랫폼에서관련법제도및 3D 프린팅용설계지침을기반으로스크리닝을통한설계검토가이루어지고, 3D 프린팅용구조설계지침을기반으로구조검토가이루어진다. 관련법제도, 설계및구조검토결과후현장에서 3D 프린터를이용한시공이가능한지여부를판단하게된다. 현장시공이가능하다고판단되면원가와공기를산정하는단계로진행되며, 시공이불가능한경우에는거푸집및기타출력방법을이용한시공이가능한지플랫폼내에서판단하게된다. 3D 프린팅출력을이용한시공이불가능한경우는설계도면의보완을통한시공가능여부의판단을통해먼저시공이가능한경우는사용자에게설계도면의수정요청을하고, 그렇지않은경우에는사용자에게불가능한이유와함께설계도면의작성을재요청하게된다. 설계도면의검토결과시공이가능하다면 3D 프린팅건설기술을기반으로만들어진원가및공기산정알고리즘을통해소요금액과일정을도출하여사용자에게정 58

7 사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 Fig. 3. Schematic Diagram for 3D Printing Service Platform for the Construction Industry 보를제공하여시공여부를최종결정하도록한다. 사용자가제공된예산과일정을수용하면시공법검토후작업을시작, 3D 스캐닝으로시공정보를입력받고모니터링을통해시공오차등을점검, 필요한경우보완작업을하여최종적으로시공을완료하게된다. 건설 3D 프린팅서비스플랫폼에서는이러한소형건축물뿐아니라내외장재, 건축부재및인 / 아웃테리어제품의판매를위한유통기능을가지고있어, 사용자는원하는건축상품을선정하고해당건축상품을프린팅할수있는후보군중가격비교등을통해업체를선정하게된다. 해당프린팅업체는사용자가원하는제품을출력, 원하는형태로가공하며, 계약체결후에사용자에게전달하게된다. 이러한통합플랫폼의구동을위해서는건설 3D 프린팅기술과기존의건설기술과의차이에관한선행연구가이루어져야한다. 설계, 구조적안정성및성능평가, 시공방법등현재는 3D 프린팅건설기술및건축물을대상으로하는매뉴얼과관련법제도가부재한상황이다. 통합플랫폼의구성및 3D 프린팅기술을이용한건설시장의확보를위해서는 3D 프린팅건설기술에맞는설계기법, 구조안정성기술및성능평가지침, 시공법및시공성평가매뉴얼, 유지관리지침등의개발이우선적 으로이루어져야하며이러한 3D 프린팅건설관련지침들을만족하는설계, 구조, 시공및모니터링모듈들이플랫폼을구성하여구동되어야한다. 4. 결론 3D 프린팅기술의발전은사회전반에걸쳐현대인의삶에직접적또는간접적으로영향을미칠것이며, 건설분야역시자원, 시간, 인력적인면에서경제적이점을보이는 3D 프린팅기술의영향을받을것이다. 즉, 3D 프린팅기술에의한디자인부터설계, 시공, 유통등의전반적인건축시장의패러다임이변화할것이다. 따라서본연구에서는이러한변화에대비하기위하여건설분야의 3D 프린팅서비스플랫폼이가져야할기능등에관하여타산업분야의 3D 플랫폼분석을통해알아보았으며이러한기능을바탕으로서비스구동시나리오를구성해보았다. 본연구에서제시한건설분야의 3D 프린팅서비스플랫폼기능및구동시나리오는디지털건축시장의개척및다양한 3D 프린팅건축상품의유통환경구축을위해갖춰야할기능들을기존의사례분석을통해도출 59

8 한국산학기술학회논문지제 18 권제 11 호, 2017 제안한것으로 3D 프린팅에최적화된설계, 구조, 시공법등각각의모듈이개발되어플랫폼이구성되어야한다. 또한이상적으로다수의소비자가쉽게 3D 프린팅으로만들어진건축물을구매할수있는서비스생태계가구축되기위해서는본연구에서제시한건설 3D 프린팅서비스플랫폼뿐아니라기존의건축시장에 3D 프린팅으로제작한건축물이자원 시간 인력의절약외에얼마나차별성을줄수있을지에대한연구와이러한차별성이건축물사용자혹은구매자들의소비패턴의변화에영향을미칠수있는지에대한연구도함께진행되어야할것이다. 또한, 건설분야의 3D 프린팅서비스플랫폼의개발후에는건축물유지보수와같은기술적인측면뿐아니라제조분야의서비스플랫폼에서보여준것처럼디자인의다양성과사용자가원하는디자인의구현가능성을높이기위해변화하는시장과소비자만족도를고려하여끊임없이새로운상품의개발및발전이이루어져야할것이다. References [1] W. Gao, Y. Zhang, D. Ramanujan, K. Ramani, Y. Chen, C. Williams, C. Wang, Y. Shin, S. Zhang, P. D. Zavattieri. The status, challenges, and future of additive manufacturing in engineering. Computer-Aided Design. vol. 69. Elsevier, pp , DOI: [2] H. Shin, Y. J. Yoon, A case study on the 3D printing rental & shared service: focusing on diffusion from rental to shared service, Journal of Korea Service Management Society, vol. 16, no. 4, pp , [3] J. Cho, A Study of 3D printing-based design, manufacturing and service platform, Journal of Digital Design, vol. 16, no. 4, pp. 1-10, [4] T. Rayna, L, Striukova, J. Darlington. Co-creation and user innovation: The role of online 3D printing platforms, Journal of Engineering and Technology Management vol. 37, pp [5] J. Shin, D-S. Chung. Study on DIY service platform for use of 3D printing technology Mainly with 3D data sharing web-site of 3D printing service model, Journal of Digital Design, vol. 15, no. 3, pp , [6] J. Oh, J-S. Oh, H-Y. Jung, Applicability to the construction of 3D printing technology, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, vol. 62, no. 9, pp , [7] J. Moilanen. Results from 3D Printing survey 2013 [Internet], Available From: 13.pdf (accessed Jun., 16, 2017) [8] Thingiverse, [9] My Mini Factory, [10] Shapeways, [11] Sculpteo, [12] Materialise, [13] Quickparts, [14] Stratasys, [15] 3D Hubs, [16] Additively, [17] Staples, [18] Dirk Vander Kooij, [19] 3Dvarius, [20] G-H. Lee, J. Cho. User experience analysis on 3D printing services and service direction suggestions, Journal of the HCI Society of Korea, vol. 11, no. 1, pp , [21] I. Gibson, T. Kvan, L. W. Ming. Rapid prototyping for architectural models, Rapid Prototyping Journal vol. 8, pp , DOI: [22] G. Ryder, B. Ion, G. Grenn, D. Harrison, B. Wood. Rapid design and manufacture tools in architecture. Automation in Construction, vol. 11, pp , DOI: [23] S-J. Jung, T-H. Lee, Study of trends in the architecture and the economic efficiency of 3D printing technology, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 15, no. 10, pp , DOI: 김종성 (Jongsung Kim) [ 정회원 ] 2012 년 12 월 : University of Florida ( 박사 ) 2013 년 10 월 ~ 2015 년 9 월 : 충남대학교환경생물연구소연구교수 2016 년 4 월 ~ 현재 : 한국건설기술연구원 ICT 융합연구소박사후연구원 GIS, Remote sensing, 환경, 3D 프린팅, BIM, IoT 60

사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 김선겸 (Sun-Kyum Kim) [ 정회원 ] 2016 년 2 월 : 연세대학교컴퓨터과학과 ( 공학박사 )

(Ki-Beom Ju) [ 정회원 ] 1998 년 2 월 : 단국대학교대학원건축계획과 ( 공학석사 ) 2006 년 2 월 : 서울시립대학교대학원건설관리과 (

서명배 (Myoung-Bae Seo) [ 정회원 ] 2001 년 2 월 : 조선대학교전자계산학과 ( 공학석사 ) 2003 년 2 월 ~ 현재 :

극한건설 김태훈 (Tae-Hun Kim) [ 정회원 ] 2000 년 2 월 : 인하대학교지리정보공학과 ( 공학사 ) 2002 년 2 월 :

9 사례분석을통한건설 3D 프린팅서비스플랫폼제안 김선겸 (Sun-Kyum Kim) [ 정회원 ] 2016 년 2 월 : 연세대학교컴퓨터과학과 ( 공학박사 ) 2006 년 2 월 ~ 2017 년 3 월 : 한국건설기술연구원박사후연구원 2017 년 3 월 ~ 현재 : 한국과학기술정보연구원박사후연구원 주기범 (Ki-Beom Ju) [ 정회원 ] 1998 년 2 월 : 단국대학교대학원건축계획과 ( 공학석사 ) 2006 년 2 월 : 서울시립대학교대학원건설관리과 ( 박사수료 ) 1992 년 3 월 ~ 현재 : 한국건설기술연구원연구위원 융합연구, 네트워크분석, 추천시스템 3D 프린팅건설, 건축, 건설관리, BIM, 가상현실 서명배 (Myoung-Bae Seo) [ 정회원 ] 2001 년 2 월 : 조선대학교전자계산학과 ( 공학석사 ) 2003 년 2 월 ~ 현재 : 한국건설기술연구원 ICT 융합연구소수석연구원 2016 년 4 월 ~ 현재 : 한국건설기술연구원극한건설연구단 건설정보, BIM, 가상현실, 3D 프린팅건설, 극한건설 김태훈 (Tae-Hun Kim) [ 정회원 ] 2000 년 2 월 : 인하대학교지리정보공학과 ( 공학사 ) 2002 년 2 월 : 인하대학교지리정보공학과 ( 공학석사 ) 2009 년 2 월 : 인하대학교지리정보공학과 ( 공학박사수료 ) 2002 년 2 월 ~ 현재 : 한국건설기술연구원수석연구원 지리정보, 정보통신, 3D 프린팅건설, 방재 / 환경 61

인문사회과학기술융합학회

인문사회과학기술융합학회 Vol.5, No.5, October (2015), pp.471-479 http://dx.doi.org/10.14257/ajmahs.2015.10.50 스마트온실을 위한 가상 외부기상측정시스템 개발 한새론 1), 이재수 2), 홍영기 3), 김국환 4), 김성기 5), 김상철 6) Development of Virtual Ambient Weather Measurement