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디지털 건축연구소 WITHWORKS
Digital Fabrication for Complex Geometry in Architecture
2
인천도시축전 기념관(Tri Bowl), 아이아크 인천공항입구 조형물, 피앤코
국립해양박물관, 정림건축 국립 생태체험관, 삼우설계 River Culture Pavilion, Asymptote
판교 알파돔 클라우드 브릿...
3
LH 진주 신사옥 비정형 부분, 무영건축
세종시 정부종합청사 3단계 1구역 건립공사, 토문건축
Christian Dior, Seoul
광교 호반 주상복합 아케이드, 호반건설
MBC 상암동 신사옥 판매시설, 현대산업개...
4
건양대학교 국제회의관 수원 제2체육관, 무영건축 부산 오페라 하우스, Snohetta +일신건축
2022 카타르 월드컵 경기장 기술제안 입찰, 삼성물산서울대 원형공연장, 보이드건축
WITHWORKS 참여 프로젝트
5
정화예술대학 실습관, 공간건축
김천 한국전력기술 신사옥 마곡 식물문화센터, 삼우설계
WITHWORKS 참여 프로젝트
KIST 50 주년 기념 조형물, 조호건축 제주 CJ 나인브릿지 파빌리온, 조호건축
6
WITHWORKS 참여 프로젝트
삼성동 KEB 하나은행 롯데월드타워 포디움, KPF+ 범건축
7
WITHWORKS 참여 프로젝트
파라다이스 영종도 프로젝트, MVRDV 세종시 클로버 기술제안 입찰, DA그룹+한양
세종아트센터, DMP 세종시 시립도서관, 나우동인
8
ARCHITECT ASSOCIATE ENGINEERSSTRUCTURAL ENGINEER
BIM & Fabrication 설계 및 엔지니어링(위드웍스)
철골 공사 CON’C 공사 CURTAIN WALL FAÇADE &...
1. Digital Fabrication
1.1. 개요
1.2. 필요성
1.3. CNC Machining
10
 CNC Machine(Laser, Router, Plasma,…)을 활용한 비정형 3차원 형상제어
 정밀한 수치제어에 의한 제작 및 시공 가능(시공오차 최소화, 시공품질 확보가능)
 현재 항공, 선박, 자동...
11
1.2 Digital Fabrication의 필요성
1. DIGITAL FABRICATION
▪ 혁신적인 디자인 요구와 디지털 산업기술의 발전으로 비정형 건축물의 지속적인 증가
▪ 현장위주의 건축 방식에서 공장 제...
12
1.2 Digital Fabrication의 필요성
1. DIGITAL FABRICATION
광주 유니버시아드 경기장, 2015
13
Digital Fabrication 적용현장 제작 방식
트라이볼, 송도
롯데월드타워 포디움
1. DIGITAL FABRICATION
14
Digital Design
Digital Manufacturing
Construction & Management
Fabrication Engineering &
Construction Document
• 형상디자인(...
15
1.3 CNC Machining _CNC PIPE LASER CUTTING
1. DIGITAL FABRICATION
16
1.3 CNC Machining_CNC LASER WELDING
1. DIGITAL FABRICATION
17
1.3 CNC Machining _CNC LASER WELDING
1. DIGITAL FABRICATION
18
1.3 CNC Machining _CNC Milling
1. DIGITAL FABRICATION
19
1.3 CNC Machining_Routing
1. DIGITAL FABRICATION
20
1.3 CNC Machining_3D Printing
1. DIGITAL FABRICATION
21
1.4 CATIA 자동화 제작설계
기준 모델링
자동화 설계 Template
3D 제작 모델링 완성 CNC 가공용 2D 제작 전개도(T-BAR, Panel)
▪ 곡률에 따라 다양한 형상제어제와 비정형 패널을 개별부재...
22
파라 메트릭 3D 모델링
• 그리드 최적화 및 Surface 재 구축
• 도면 및 시공 디테일 검토
• 시공 공법 검토
• 패널 제작 방법 검토
• 비정형 패널 제작 샘플
• 1차 스캐닝: 구조체 및 패널 주변
3...
23
제작 발주용 패널 3D 모델링
• 최적화 된 surface 및 그리드를 3D
스캐닝 현황에 맞도록 수정
• 제작을 위한 줄눈, 디테일 반영
파라 메트릭 3D 모델링
• CNC 가공용 2D 도면 완성
비정형 곡면패널...
24
1.5 3D Laser Scanning & 역설계 프로세스
1. DIGITAL FABRICATION
조형철골
비정형구간 1
비정형구간 2
Cloud Points ‘세종시 정부종합청사 3단계 1구역’
2. 비정형 3D 좌표제어 시스템
3D Geometry Control System
2-1. CNC T-BAR SYSTEM
2-2. CNC TWISTED TUBE SYSTEM
2-3. CNC NODE JOINT SYSTEM
26
2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
▪ U,V 의 각 위치별 부재를 다양한 곡률로 제작하여 현장 조립하는 공법
▪ CNC Laser Cutting 가공으로 부재를 제작하기 때문에 오차없이 정밀하게 제작 가능
▪ 비...
27
-비행기, 배의 곡면 제작 방법을 건축 공법화 하여, 일정간격마다 다른 단면 형상과 곡면 마감재
를 CNC로 가공 조립할 경우 정확한 비정형곡면 형상 구현 가능
CNC 가공
▣ CNC T-BAR SYSTEM의 적용...
28
3D 모델링 2D 전개도 CNC Laser Cutting
& Welding
완성
▣ CNC T-BAR SYSTEM의 제작 프로세스
2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
29
구분 CO2용접 로봇 레이저 용접
이미지
검토
▪ FULL 용접시 제작 변형 발생 심함 양면 모살 용접)
▪ 용접공에 의해 수작업으로 용접해야 함으로 일일 제
작 물량이 제한적 임 (1.4ton, 9명/ 1일)
▪...
30
DDP
MBC 상암 사옥
Arnhem Central Transfer Terminal
▣ CNC T-BAR SYSTEM의 비정형 패널 고정용 브라켓 시스템
2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
31
2.2 NODE JOINT SYSTEM for Steel Glass Roof & Facade
구분 Splice Node Connection
End-Face Node Connection
(볼트형)
End-Face N...
32
2.2. NODE JOINT SYSTEM
Zlote tarasy
2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
33
CNC Curved Tube
( Main structure )
Straight Pipe structure
( Sub structure )
Straight curtain wall Frame
( For glazing ...
34
Bottom Plate(Parallel to the surface)
스티프너 조립용 Tenon Hole
Top Plate(Parallel to the surface)
Side Plate(1-Way Curve)
좌표...
35
디아크
Phoenix International Media Center
2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
3. 비정형 3D 패널의 제작
3.1. METAL SHEET PANEL
3.2. UHPC, GFRC PANEL
3.3. 3D PRINTING PANEL
3.4. 3D Glass
37
▣ 곡면 최적화_롯데월드타워 포디움
: 곡면패널적용
: 곡면패널적용(평면-곡면 완충부분)
: 평면적용
NT 패널 (곡면)
NT 패널 (평면)
3. 비정형 3D 패널의 제작
38
3.1. AL. 쉬트 패널 (2-WAY CURVED )
3. 비정형 3D 패널의 제작
ALC 블록 3D 밀링 AL. Sheet 가열_가열로
Hot Stamping_멀티프레싱 가공완료(1차)
▪ 상온 멀티 프레스 방...
39
3. 비정형 3D 패널의 제작
▣ 2- WAY CURVED PANEL
인천공항 T2 전면시설
40
3.2. AL. Composite Panel for Folded Design
3. 비정형 3D 패널의 제작
41
구분 GFRC 패널 UHPC 패널
이미지
압축강도 30~60Mpa 120~150Mpa(PVA섬유 혼입 시)
제작방법 스프레이 적층 타설
스틸 보강재 필요함 필요 없음
몰드 1면 1면(평판) 또는 양면(입체)
적용 ...
42
3.3. UHPC & GFRC패널
제작 모델링 CNC 밀링 FRP 보강거푸집 타설, 탈형, 면처리, 도장
3. 비정형 3D 패널의 제작
43
3.3. UHPC & GFRC패널
3. 비정형 3D 패널의 제작
영종도 파라다이스 프로젝트 1:1 MOCK-UP
44
GFRC
UHPC
3. 비정형 3D 패널의 제작
3.3. UHPC & GFRC패널
삼성동 KEB 하나은행
45
3.4. 3D GLASS + CNC T-bar
3. 비정형 3D 패널의 제작
CJ 제주 나인브릿지 파빌리온, 조호건축
T-BAR
T-BAR
46
▣ 세종 정부종합청사 3-1구역
3. 비정형 3D 패널의 제작
47
▣ 세종 정부종합청사 3-1구역
3. 비정형 3D 패널의 제작
48
▪ 2중 곡률 AL. 트랜섬: 품질 불량, 단열확보 안됨.
▪ 내측에 패널 설치하여 마감 처리 함.
➢ AL. 커튼월에서 해결 안됨, 다른 시스템 필요
▣ 세종 정부종합청사 3-1구역
3. 비정형 3D 패널의 제작
49
▣ 형상과 재료 최적화_ 국립 세종도서관
3. 비정형 3D 패널의 제작
50
3.5. 3D PRINTING PANEL
3. 비정형 3D 패널의 제작
51
EGG-SHAPED PAVILION, BY MICHIEL VAN DER KLEY, 4,760 Pieces
3. 비정형 3D 패널의 제작
4. Digital Fabrication 적용사례
53
-적용시스템: CNC T-BAR 유닛시스템+0.5T 링클수지 강판(평이음)
`
125 mm
200mm
각 파이프 벤딩 기존설계
변경
4.1 국립생태원 생태체험관, 서천
4. DIGITAL FABRICATION 적용...
54
Main truss
T-SECTION FORM PLATE+철골 TRUSS
ㅁ-100x100x 4.5T
하단부 구조 부재 추가
천장 마감: 인터락킹 시스템
▣ 설계 엔지니어링 및 적용 공법
`
100 mm
150mm...
55
▣ CNC 가공 및 UNIT 제작, 설치
CNC Laser 가공 T-Section 부재 제작 T-Section 조립 및 Unit 제작
Unit 인양 및 설치
국립생태원 생태체험관4. DIGITAL FABRICATI...
56
▣ 최종 공사 완료
Image © Samsung C & T
국립생태원 생태체험관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
57
서울대학교 풍산마당
4.2 서울대학교 풍산마당
-적용시스템: CNC T-BAR + 3T AL. 쉬트 패널(오픈조인트)
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
58
[3D 스캐닝 DATA] [역설계]
켄틸레버 및 경사철골 변형 5CM 발생
콘크리트 구조체
1. CNC T-BAR 형상제어 시스템
59
서울대학교 풍산마당4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
60
서울대학교 풍산마당4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
61
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
‘3D Point Bracket’
Detail of ‘3D Point Bracket’
Adjustable range: 0~30˚
Maximum
55mm Height
Adjusta...
62
철골구조 스페이스 프레임
철골구조
4.3 수원 제2체육관
-적용시스템: CNC T-BAR + 0.5T AL. 쉬트 평이음 & NONE SEAMING SYSTEM
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
63
▣ 공법 최적화
수원 제2체육관2. CNC T-BAR, 3D 형상제어 시스템 시공사례
곡면제어용 CNC- T BAR 추가설치
곡면제어용 CNC- 폼 플레이트 설치
곡면제어용 CNC- T BAR
64
 변경 후 상세도
곡면제어용 CNC- T BAR 추가설치
곡면제어용 CNC- 폼 플레이트 추가설치
펄린(스페이스 프레임 공사)
수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
65
2. CNC T-BAR, 3D 형상제어 시스템 시공사례 수원 제2체육관
66
수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
67
수원 제2 체육관 고척돔 경기장
수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
68
4.6 롯데월드타워 포디움
- 적용시스템: CNC T-BAR + 10T 컴팩트 패널
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
69
곡면 구간( 코너 )
➢ 곡면 구간, 직선구간의 범위 설정을 위한 최적화 모델링 필요
(곡면형상, 재료, 공사비, 시공성 고려)
▣ 초기 설계목업의 시공품질 검토
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 ...
70
세그먼트 용접
벤딩 가공
➢ 세그먼트용접이나 벤딩가공 방식은
오차발생으로 정밀 수치제어가 안됨
롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
71
CNC T-BAR SYSTEM
➢ 전개 모양이 다른 마감재를 정밀하게 설치하기 위해서는
수직, 수평의 변단면 속성을 가지도록 하지재를 제작 하여야 함.
(변단면 부재: CNC CUT & Welding 부재 제작 )...
72
▣ 3D Fabrication Modeling_CNC T-BAR, Form Plate, Reveal, NT Panel
CNC T-BAR(수직)
CNC T-BAR(수평)
Form Plate
리빌
NT Panel
(타...
73
CNC 로봇 레이저 용접
(리빌)
3D측량 & 레이저 스캐닝
(현장조립)CNC 레이저 자동화 가공
CNC Cutting & 로봇 레이저 용접
CNC T-BAR
2차 구조부재
CNC 라우터
(NT 패널)
롯데월드타워...
74
1 단계_ Secondary Structure & CNC T-bar
설치
2 단계_ 리빌 설치
3 단계_ 고층부 NT 패널 설
치
4 단계_ 엣지패널 &
저층부 NT 패널
설치
▣ 전체 시공 프로세스
롯데월드타워 ...
75
▣ 3D Fabrication Modeling_CNC T-BAR
PLANGE
WEB
보강재
리빌 고정용 홀
▪ 크기: T-200X125X8T(SM490)
▪ 수량: 3,542EA(9,587.01M)
▪ 제작 방법:...
76
▣ 3D Fabrication Modeling_Form Plate
Compact Panel Adjust 고정용 홀
▪ 크기: 8T X W150(SM490), T-4.5TX 150X100(3D Curved)
▪ 수량...
77
▣ 3D Fabrication Modeling_Reveal
▪ 크기: ㄷ-100X100X1.2T(SUS304, Mirror Fin.)
▪ 수량: 1,619EA(3,339.88M)
▪ 제작 방법: CNC Laser ...
78
▣ 3D Fabrication Modeling_NT Panel( Stiffened type & Round Punched type)
전면_타공 Hole 가공
후면_Stiffened Rib 고정용 홀 가공
AL. 3T...
79
▣ 3D Fabrication Modeling_NT Panel( Stiffened type Type)
롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
80
▣ 3D Fabrication Modeling_Edge Panel
▪ 규격: 1.6T 아연도강판 위 분체도장
▪ 수량: 80EA(250.13M)
▪ 제작 방법: CNC Laser Cutting & Welding
▪...
81
▣ Fabrication _엣지패널
검토용_1차 제작
검토용_2차 제작
롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
82
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 롯데월드타워 3D 포디움
83
4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 롯데월드타워 3D 포디움
84
DIGITAL FABRICATION SOLUTION, WITHWORKS
3D Printing Panel(SLA)
CNC T-BAR
GFRP
GFRC+GFRP
3T AL. Sheet 2-WAY CURVED PANEL...
85
Parametric Design &
Complex Geometry
Structural
Analysis
3D PRINTING
3D Scanning
Digital Technology
+ Architecture
CNC ...
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UIA 2017 SEOUL, digital fabrication for complex geometry in architecture

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-digital fabrication의 필요성 및 CNC Machining
-비정형 3D 좌표제어 시스템(CNC T-BAR...)
-비정형 3D 패널의 제작(금속, UHPC, GFRC, GFRP, GLASS, 3d printing panel)
-Digital Fabrication 적용사례

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UIA 2017 SEOUL, digital fabrication for complex geometry in architecture

  1. 1. 디지털 건축연구소 WITHWORKS Digital Fabrication for Complex Geometry in Architecture
  2. 2. 2 인천도시축전 기념관(Tri Bowl), 아이아크 인천공항입구 조형물, 피앤코 국립해양박물관, 정림건축 국립 생태체험관, 삼우설계 River Culture Pavilion, Asymptote 판교 알파돔 클라우드 브릿지, DA+정림+건원 WITHWORKS 참여 프로젝트
  3. 3. 3 LH 진주 신사옥 비정형 부분, 무영건축 세종시 정부종합청사 3단계 1구역 건립공사, 토문건축 Christian Dior, Seoul 광교 호반 주상복합 아케이드, 호반건설 MBC 상암동 신사옥 판매시설, 현대산업개발 베트남 하롱베이 실내체육관, 삼우설계 WITHWORKS 참여 프로젝트
  4. 4. 4 건양대학교 국제회의관 수원 제2체육관, 무영건축 부산 오페라 하우스, Snohetta +일신건축 2022 카타르 월드컵 경기장 기술제안 입찰, 삼성물산서울대 원형공연장, 보이드건축 WITHWORKS 참여 프로젝트
  5. 5. 5 정화예술대학 실습관, 공간건축 김천 한국전력기술 신사옥 마곡 식물문화센터, 삼우설계 WITHWORKS 참여 프로젝트 KIST 50 주년 기념 조형물, 조호건축 제주 CJ 나인브릿지 파빌리온, 조호건축
  6. 6. 6 WITHWORKS 참여 프로젝트 삼성동 KEB 하나은행 롯데월드타워 포디움, KPF+ 범건축
  7. 7. 7 WITHWORKS 참여 프로젝트 파라다이스 영종도 프로젝트, MVRDV 세종시 클로버 기술제안 입찰, DA그룹+한양 세종아트센터, DMP 세종시 시립도서관, 나우동인
  8. 8. 8 ARCHITECT ASSOCIATE ENGINEERSSTRUCTURAL ENGINEER BIM & Fabrication 설계 및 엔지니어링(위드웍스) 철골 공사 CON’C 공사 CURTAIN WALL FAÇADE & CLADDING 시공단계 •각 전문 시공 업체별 3D 관리 및 간섭체크 •공법 검토, 목업 체크, 3D CNC 제작 설계 •3D Scanning & 역설계, Digital Fabrication •비정형 설계 최적화(형상, 구조, 재료, 경제성) •구현공법 및 디테일 설계 •디지털 목업 •특기 시방, 예정공사비 산정 설계단계 WITHWORKS 업무내용
  9. 9. 1. Digital Fabrication 1.1. 개요 1.2. 필요성 1.3. CNC Machining
  10. 10. 10  CNC Machine(Laser, Router, Plasma,…)을 활용한 비정형 3차원 형상제어  정밀한 수치제어에 의한 제작 및 시공 가능(시공오차 최소화, 시공품질 확보가능)  현재 항공, 선박, 자동차 산업 등에 다양하게 활용되어 지고 있음 1.1 Digital Fabrication의 개요 *CNC (Computerized Numerical Control) 1. DIGITAL FABRICATION
  11. 11. 11 1.2 Digital Fabrication의 필요성 1. DIGITAL FABRICATION ▪ 혁신적인 디자인 요구와 디지털 산업기술의 발전으로 비정형 건축물의 지속적인 증가 ▪ 현장위주의 건축 방식에서 공장 제작 방식으로의 변화 필요 ▪ 기존 정밀제조업기술과 건축이 융복합할 경우 새로운 성장 산업 가능 ▪ CNC 가공 및 로봇 기술을 활용할 경우 비정형 건축물의 획기적인 품질 개선 및 생산성 향상 가능 부산영화의 전당 BMW WELT, GERMANY
  12. 12. 12 1.2 Digital Fabrication의 필요성 1. DIGITAL FABRICATION 광주 유니버시아드 경기장, 2015
  13. 13. 13 Digital Fabrication 적용현장 제작 방식 트라이볼, 송도 롯데월드타워 포디움 1. DIGITAL FABRICATION
  14. 14. 14 Digital Design Digital Manufacturing Construction & Management Fabrication Engineering & Construction Document • 형상디자인(Rhino, 3D MAX, MAYA,…) • 형상최적화 , 디테일 설계 • 디지털 목업( 공법검증) • 설계도서 완성(도면, 시방서 , 내역서) • 설계용 3D 모델링 • Mock-Up • 제작용 3D 모델링 (CATIA) • 마감재, 구조재 공장제작 (CNC 가공 및 단위 부재 제작) • 구조실험 • 3D SCANNING 및 역설계(시공현황 반영) • 현장 조립 및 설치 • 시공완료 설계단계시공단계 1. DIGITAL FABRICATION
  15. 15. 15 1.3 CNC Machining _CNC PIPE LASER CUTTING 1. DIGITAL FABRICATION
  16. 16. 16 1.3 CNC Machining_CNC LASER WELDING 1. DIGITAL FABRICATION
  17. 17. 17 1.3 CNC Machining _CNC LASER WELDING 1. DIGITAL FABRICATION
  18. 18. 18 1.3 CNC Machining _CNC Milling 1. DIGITAL FABRICATION
  19. 19. 19 1.3 CNC Machining_Routing 1. DIGITAL FABRICATION
  20. 20. 20 1.3 CNC Machining_3D Printing 1. DIGITAL FABRICATION
  21. 21. 21 1.4 CATIA 자동화 제작설계 기준 모델링 자동화 설계 Template 3D 제작 모델링 완성 CNC 가공용 2D 제작 전개도(T-BAR, Panel) ▪ 곡률에 따라 다양한 형상제어제와 비정형 패널을 개별부재로 설계하지 않고, CATIA 자동화 설계시스템을 적용하여 정밀도와 생산성을 높임. 모든 요소들을 볼트 조립함으로써 시공품질 확보가 가능함. 1. DIGITAL FABRICATION
  22. 22. 22 파라 메트릭 3D 모델링 • 그리드 최적화 및 Surface 재 구축 • 도면 및 시공 디테일 검토 • 시공 공법 검토 • 패널 제작 방법 검토 • 비정형 패널 제작 샘플 • 1차 스캐닝: 구조체 및 패널 주변 3D 레이저 스캐닝(1차) 3D 레이저 스캐닝(2차) • 2차 스캐닝: Sub Structure 시공 후 • 포인트 클라우드 데이터를 넙스 데이터로 역설계(As-Built Model) 김천한전기술 신사옥1. DIGITAL FABRICATION 1.5 3D Laser Scanning & 역설계 프로세스
  23. 23. 23 제작 발주용 패널 3D 모델링 • 최적화 된 surface 및 그리드를 3D 스캐닝 현황에 맞도록 수정 • 제작을 위한 줄눈, 디테일 반영 파라 메트릭 3D 모델링 • CNC 가공용 2D 도면 완성 비정형 곡면패널 설치 3D Laser Scanning & 역설계 프로세스1. DIGITAL FABRICATION
  24. 24. 24 1.5 3D Laser Scanning & 역설계 프로세스 1. DIGITAL FABRICATION 조형철골 비정형구간 1 비정형구간 2 Cloud Points ‘세종시 정부종합청사 3단계 1구역’
  25. 25. 2. 비정형 3D 좌표제어 시스템 3D Geometry Control System 2-1. CNC T-BAR SYSTEM 2-2. CNC TWISTED TUBE SYSTEM 2-3. CNC NODE JOINT SYSTEM
  26. 26. 26 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템 ▪ U,V 의 각 위치별 부재를 다양한 곡률로 제작하여 현장 조립하는 공법 ▪ CNC Laser Cutting 가공으로 부재를 제작하기 때문에 오차없이 정밀하게 제작 가능 ▪ 비정형 내외장 마감재 시공을 위한 구조재로 사용 가능 [서천국립생태원 생태체험관] ▣ CNC T-BAR SYSTEM의 개요 2.1 CNC T-BAR SYSTEM
  27. 27. 27 -비행기, 배의 곡면 제작 방법을 건축 공법화 하여, 일정간격마다 다른 단면 형상과 곡면 마감재 를 CNC로 가공 조립할 경우 정확한 비정형곡면 형상 구현 가능 CNC 가공 ▣ CNC T-BAR SYSTEM의 적용 원리 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  28. 28. 28 3D 모델링 2D 전개도 CNC Laser Cutting & Welding 완성 ▣ CNC T-BAR SYSTEM의 제작 프로세스 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  29. 29. 29 구분 CO2용접 로봇 레이저 용접 이미지 검토 ▪ FULL 용접시 제작 변형 발생 심함 양면 모살 용접) ▪ 용접공에 의해 수작업으로 용접해야 함으로 일일 제 작 물량이 제한적 임 (1.4ton, 9명/ 1일) ▪ 레이저를 이용하여 모재를 녹여서 일체화 시키는 방식 ▪ 국부열로 용접되기 때문에 용접으로 인한 변형이 없음 ▪ 로봇으로 용접하므로 균일한 품질 유지가 가능하고 제작 속도가 빠름 ▪ 일일 최대 제작: 3~5ton ▣ CNC T-BAR SYSTEM의 제작 방법 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  30. 30. 30 DDP MBC 상암 사옥 Arnhem Central Transfer Terminal ▣ CNC T-BAR SYSTEM의 비정형 패널 고정용 브라켓 시스템 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  31. 31. 31 2.2 NODE JOINT SYSTEM for Steel Glass Roof & Facade 구분 Splice Node Connection End-Face Node Connection (볼트형) End-Face Node Connection (용접형) 상 세 특 징 • 부재와 노드를 이음재로 연결 • 볼트 접합 • 노드와 부재 접합면이 수직 • 볼트접합 • CNC 가공 별모양 노드부재 • 용접접합 적용사 례 DZ BANK. Berlin Trade Fair Station. Milan The British Museum. London 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  32. 32. 32 2.2. NODE JOINT SYSTEM Zlote tarasy 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  33. 33. 33 CNC Curved Tube ( Main structure ) Straight Pipe structure ( Sub structure ) Straight curtain wall Frame ( For glazing ) Straight wire cable (For interior skin ) Point bracket ( For curtain wall Frame ) Interior skin Point bracket (For wire cable ) * Point bracket - on both sides of the Main structure Exterior skin 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템 2.3. TWISTED TUBE SYSTEM “부산 오페라 하우스”
  34. 34. 34 Bottom Plate(Parallel to the surface) 스티프너 조립용 Tenon Hole Top Plate(Parallel to the surface) Side Plate(1-Way Curve) 좌표 제어용 스티프너 AL. 패널 지지용 Steel Pipe Tenon Rib Plate 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템 2.3. TWISTED TUBE SYSTEM
  35. 35. 35 디아크 Phoenix International Media Center 2. 비정형 3D 좌표 제어 시스템
  36. 36. 3. 비정형 3D 패널의 제작 3.1. METAL SHEET PANEL 3.2. UHPC, GFRC PANEL 3.3. 3D PRINTING PANEL 3.4. 3D Glass
  37. 37. 37 ▣ 곡면 최적화_롯데월드타워 포디움 : 곡면패널적용 : 곡면패널적용(평면-곡면 완충부분) : 평면적용 NT 패널 (곡면) NT 패널 (평면) 3. 비정형 3D 패널의 제작
  38. 38. 38 3.1. AL. 쉬트 패널 (2-WAY CURVED ) 3. 비정형 3D 패널의 제작 ALC 블록 3D 밀링 AL. Sheet 가열_가열로 Hot Stamping_멀티프레싱 가공완료(1차) ▪ 상온 멀티 프레스 방법은 형상복원이 발생할 수 있음 (Spring Back 현상) ▪ HOT Stamping + 멀리 프레싱 프로세스를 통해 정밀한 비정형 곡면 완성 가능. (최대: 1.1m x 2.2m)
  39. 39. 39 3. 비정형 3D 패널의 제작 ▣ 2- WAY CURVED PANEL 인천공항 T2 전면시설
  40. 40. 40 3.2. AL. Composite Panel for Folded Design 3. 비정형 3D 패널의 제작
  41. 41. 41 구분 GFRC 패널 UHPC 패널 이미지 압축강도 30~60Mpa 120~150Mpa(PVA섬유 혼입 시) 제작방법 스프레이 적층 타설 스틸 보강재 필요함 필요 없음 몰드 1면 1면(평판) 또는 양면(입체) 적용 1면 마감 양면 마감에 유리 적용사례 Broad Museum, 뭄바이 국제공항 Mucem Museum, 삼성동 KEB 하나은행 3.3. UHPC, GFRC패널 3. 비정형 3D 패널의 제작
  42. 42. 42 3.3. UHPC & GFRC패널 제작 모델링 CNC 밀링 FRP 보강거푸집 타설, 탈형, 면처리, 도장 3. 비정형 3D 패널의 제작
  43. 43. 43 3.3. UHPC & GFRC패널 3. 비정형 3D 패널의 제작 영종도 파라다이스 프로젝트 1:1 MOCK-UP
  44. 44. 44 GFRC UHPC 3. 비정형 3D 패널의 제작 3.3. UHPC & GFRC패널 삼성동 KEB 하나은행
  45. 45. 45 3.4. 3D GLASS + CNC T-bar 3. 비정형 3D 패널의 제작 CJ 제주 나인브릿지 파빌리온, 조호건축 T-BAR T-BAR
  46. 46. 46 ▣ 세종 정부종합청사 3-1구역 3. 비정형 3D 패널의 제작
  47. 47. 47 ▣ 세종 정부종합청사 3-1구역 3. 비정형 3D 패널의 제작
  48. 48. 48 ▪ 2중 곡률 AL. 트랜섬: 품질 불량, 단열확보 안됨. ▪ 내측에 패널 설치하여 마감 처리 함. ➢ AL. 커튼월에서 해결 안됨, 다른 시스템 필요 ▣ 세종 정부종합청사 3-1구역 3. 비정형 3D 패널의 제작
  49. 49. 49 ▣ 형상과 재료 최적화_ 국립 세종도서관 3. 비정형 3D 패널의 제작
  50. 50. 50 3.5. 3D PRINTING PANEL 3. 비정형 3D 패널의 제작
  51. 51. 51 EGG-SHAPED PAVILION, BY MICHIEL VAN DER KLEY, 4,760 Pieces 3. 비정형 3D 패널의 제작
  52. 52. 4. Digital Fabrication 적용사례
  53. 53. 53 -적용시스템: CNC T-BAR 유닛시스템+0.5T 링클수지 강판(평이음) ` 125 mm 200mm 각 파이프 벤딩 기존설계 변경 4.1 국립생태원 생태체험관, 서천 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  54. 54. 54 Main truss T-SECTION FORM PLATE+철골 TRUSS ㅁ-100x100x 4.5T 하단부 구조 부재 추가 천장 마감: 인터락킹 시스템 ▣ 설계 엔지니어링 및 적용 공법 ` 100 mm 150mm 마감+ Sub Structure 일체형 유닛 0.5t 금속 쉬트 평이음 마감 국립생태원 생태체험관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  55. 55. 55 ▣ CNC 가공 및 UNIT 제작, 설치 CNC Laser 가공 T-Section 부재 제작 T-Section 조립 및 Unit 제작 Unit 인양 및 설치 국립생태원 생태체험관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  56. 56. 56 ▣ 최종 공사 완료 Image © Samsung C & T 국립생태원 생태체험관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  57. 57. 57 서울대학교 풍산마당 4.2 서울대학교 풍산마당 -적용시스템: CNC T-BAR + 3T AL. 쉬트 패널(오픈조인트) 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  58. 58. 58 [3D 스캐닝 DATA] [역설계] 켄틸레버 및 경사철골 변형 5CM 발생 콘크리트 구조체 1. CNC T-BAR 형상제어 시스템
  59. 59. 59 서울대학교 풍산마당4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  60. 60. 60 서울대학교 풍산마당4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  61. 61. 61 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ‘3D Point Bracket’ Detail of ‘3D Point Bracket’ Adjustable range: 0~30˚ Maximum 55mm Height Adjustable MAIN Parallel to ‘Z’ axis Sub Various Axis (Twist) ① Panel Fix Clip ② Fix Nut ③ Flattener Mold(Upper) ④ Twisting Body ⑤ Flattener Mold(Lower) ⑥ Bolt ⑦ Nut (Height Adjusting) ⑧ Sleeve ⑨ Bracket Bridge(Height Adjusting) ⑩ Truss Bracket(Injection Manufacture) 비정형 패널 고정용 3D 브라켓 시스템4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  62. 62. 62 철골구조 스페이스 프레임 철골구조 4.3 수원 제2체육관 -적용시스템: CNC T-BAR + 0.5T AL. 쉬트 평이음 & NONE SEAMING SYSTEM 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  63. 63. 63 ▣ 공법 최적화 수원 제2체육관2. CNC T-BAR, 3D 형상제어 시스템 시공사례 곡면제어용 CNC- T BAR 추가설치 곡면제어용 CNC- 폼 플레이트 설치 곡면제어용 CNC- T BAR
  64. 64. 64  변경 후 상세도 곡면제어용 CNC- T BAR 추가설치 곡면제어용 CNC- 폼 플레이트 추가설치 펄린(스페이스 프레임 공사) 수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  65. 65. 65 2. CNC T-BAR, 3D 형상제어 시스템 시공사례 수원 제2체육관
  66. 66. 66 수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  67. 67. 67 수원 제2 체육관 고척돔 경기장 수원 제2체육관4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  68. 68. 68 4.6 롯데월드타워 포디움 - 적용시스템: CNC T-BAR + 10T 컴팩트 패널 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  69. 69. 69 곡면 구간( 코너 ) ➢ 곡면 구간, 직선구간의 범위 설정을 위한 최적화 모델링 필요 (곡면형상, 재료, 공사비, 시공성 고려) ▣ 초기 설계목업의 시공품질 검토 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 롯데월드타워 3D 포디움
  70. 70. 70 세그먼트 용접 벤딩 가공 ➢ 세그먼트용접이나 벤딩가공 방식은 오차발생으로 정밀 수치제어가 안됨 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  71. 71. 71 CNC T-BAR SYSTEM ➢ 전개 모양이 다른 마감재를 정밀하게 설치하기 위해서는 수직, 수평의 변단면 속성을 가지도록 하지재를 제작 하여야 함. (변단면 부재: CNC CUT & Welding 부재 제작 ) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  72. 72. 72 ▣ 3D Fabrication Modeling_CNC T-BAR, Form Plate, Reveal, NT Panel CNC T-BAR(수직) CNC T-BAR(수평) Form Plate 리빌 NT Panel (타공, 비정형, 평면) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  73. 73. 73 CNC 로봇 레이저 용접 (리빌) 3D측량 & 레이저 스캐닝 (현장조립)CNC 레이저 자동화 가공 CNC Cutting & 로봇 레이저 용접 CNC T-BAR 2차 구조부재 CNC 라우터 (NT 패널) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  74. 74. 74 1 단계_ Secondary Structure & CNC T-bar 설치 2 단계_ 리빌 설치 3 단계_ 고층부 NT 패널 설 치 4 단계_ 엣지패널 & 저층부 NT 패널 설치 ▣ 전체 시공 프로세스 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  75. 75. 75 ▣ 3D Fabrication Modeling_CNC T-BAR PLANGE WEB 보강재 리빌 고정용 홀 ▪ 크기: T-200X125X8T(SM490) ▪ 수량: 3,542EA(9,587.01M) ▪ 제작 방법: CNC Laser Cutting & Robot Laser Welding ▪ 제작 기간: 3개월 (시공: 4개월) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  76. 76. 76 ▣ 3D Fabrication Modeling_Form Plate Compact Panel Adjust 고정용 홀 ▪ 크기: 8T X W150(SM490), T-4.5TX 150X100(3D Curved) ▪ 수량: 3,435EA(9,640.41M) ▪ 제작 방법: CNC Laser Cutting & Robot Laser Welding ▪ 제작 기간: 3개월 (시공: 4개월) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  77. 77. 77 ▣ 3D Fabrication Modeling_Reveal ▪ 크기: ㄷ-100X100X1.2T(SUS304, Mirror Fin.) ▪ 수량: 1,619EA(3,339.88M) ▪ 제작 방법: CNC Laser Cutting & Robot Laser Welding ▪ 제작 기간: 3개월 (시공: 3개월) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  78. 78. 78 ▣ 3D Fabrication Modeling_NT Panel( Stiffened type & Round Punched type) 전면_타공 Hole 가공 후면_Stiffened Rib 고정용 홀 가공 AL. 3T CNC 가공 ▪ 종류: 10T Compact Panel(W/Al. 3T Stiffened Rib ) ▪ 수량: 17,934EA(8,181.49M2, Stiffened Panel: 6,614ea, 타공 Panel: 6,640ea) ▪ 제작 방법: CNC Router ▪ 제작 기간: 4개월 (시공: 5개월) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  79. 79. 79 ▣ 3D Fabrication Modeling_NT Panel( Stiffened type Type) 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  80. 80. 80 ▣ 3D Fabrication Modeling_Edge Panel ▪ 규격: 1.6T 아연도강판 위 분체도장 ▪ 수량: 80EA(250.13M) ▪ 제작 방법: CNC Laser Cutting & Welding ▪ 제작 기간: 0.5개월 (시공: 1개월) Part A Part B 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  81. 81. 81 ▣ Fabrication _엣지패널 검토용_1차 제작 검토용_2차 제작 롯데월드타워 3D 포디움4. DIGITAL FABRICATION 적용사례
  82. 82. 82 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 롯데월드타워 3D 포디움
  83. 83. 83 4. DIGITAL FABRICATION 적용사례 롯데월드타워 3D 포디움
  84. 84. 84 DIGITAL FABRICATION SOLUTION, WITHWORKS 3D Printing Panel(SLA) CNC T-BAR GFRP GFRC+GFRP 3T AL. Sheet 2-WAY CURVED PANEL 3T AL. Sheet 1-WAY CURVED PANEL
  85. 85. 85 Parametric Design & Complex Geometry Structural Analysis 3D PRINTING 3D Scanning Digital Technology + Architecture CNC Manufacturing & Pre Fabrication Digital Fabrication 맺음말

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