폐플라스틱 재활용한 친환경 3D 프린터 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (122)

출처=3차원 브루클린(3D Brooklyn)

플라스틱은 우리 생활에 없어서는 안 될 필수품이 되었는데요. 하지만 무분별하게 버려지는 플라스틱 쓰레기는 환경을 위협하는 문제를 일으키고 있습니다.

플라스틱은 대부분 재활용할 수 있는 만큼 새로운 자원으로 다시 탄생할 수 있는데요. 하지만 재활용 비율이 소비되는 양에 비해 부족해 플라스틱 쓰레기는 점점 쌓이고 있습니다.

이와 같은 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하기 위해 최근 폐플라스틱을 재활용한 3차원(3D) 프린터 재료를 개발하는 시도가 나타나고 있어 주목을 받고 있는데요. 3D 프린터로 원하는 물건을 마음대로 만들 수 있는 편리성은 물론, 환경까지 생각한 ‘착한 기술’에 대해 소개하겠습니다.

◆3D 프린터의 재료 플라스틱

재활용 페트(PET)로 만든 3차원(3D) 프린터 필라멘트. 출처=3차원 브루클린(3D Brooklyn)

3D 프린터는 일반적으로 플라스틱 소재를 이용해 제품을 만드는데요. 이런 재료는 가열된 압출기를 통과해 노즐로 흘러나와 한층씩 쌓아 오르면서 원하는 모양을 만듭니다. 상기 적층형으로 불리는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이 3D 프린터를 대표하는데요. 이 재료로 보통 ‘필라멘트’라고 불리는 플라스틱 와이어(선)를 사용합니다.

총 모양의 접착 기구인 글루건과 같은 방식이라고 여기면 되는데요, 이 필라멘트 재료로 쓰이는 플라스틱을 버려지는 폐플라스틱을 재생해 사용하면 쓰레기 문제도 해결할 수 있고 좀 더 저렴한 가격에 재료를 만들 수 있어 더 많은 이들이 3D 프린터 제품을 이용할 수 있습니다.

◆폐플라스틱을 재활용한 3D 프린터

폐플라스틱이 필라멘트로 만들어지는 과정. 출처=리디텍(redec.com)

폐플라스틱이 필라멘트로 만들어지는 과정. 출처=리디텍(redec.com)

리디텍(ReDeTec)은 폐플라스틱을 바로 필라멘트로 만들 수 있는 장치를 만드는 기업인데요. 이 장치에 폐플라스틱을 넣으면 분쇄와 용융, 압출 단계를 거쳐 3D프린터용 필라멘트를 생산합니다.

3D 프린터로 제작한 제품이 마음에 들지 않거나 폐기하고 싶으면 다시 원료로 재활용할 수 있어 필라멘트 구입비용을 절감할 수 있습니다.

재활용 플라스틱 펠릿을 사용하는 ‘기가박스(Gigabox) X’. 출처=re3d.org

2018년 미국의 ‘re:3D’는 폐기된 플라스틱을 재활용해 출력 재료로 쓰는 ‘Gigabox X’라는 3D 프린터를 공개했는데요.

알갱이 형태의 재활용 플라스틱 펠릿(pellet)을 재료로 쓰기 때문에 기존 재료인 필라멘트형 플라스틱보다 10배 이상 저렴하며, 익스트루더에서 바로 출력하기 때문에 기존의 3D 프린터보다 생산속도가 17배 빠르다고 합니다. 익스트루더는 보통 사료나 식품을 압출해 가공하는 기계를 이릅니다.

◆폐플라스틱 재료로 만든 ‘착한 3D 제품’들

해양 폐기물 재료로 만든 3차원(3D) 프린터 운동화. 출처=아디다스(adidas)

아디다스는 버려진 해양 플라스틱에 주목하고, 이를 재활용한 신발과 의류를 지속적으로 생산하고 있는데요. 해양 플라스틱을 재활용해 3D 프린터로 출력한 ‘3D 프린티드 오션 플라스틱’(3D-printed ocean plastic)을 2015년 처음 공개한 바 있습니다.

바다에서 회수한 폐플라스틱과 어망 등을 재활용해 3D 프린터로 만든 이 신발은 해양 플라스틱 폐기물에 대한 경각심과 함께 플라스틱 재활용의 중요성을 일깨워 주었습니다.

폐플라스틱 재료로 의수족을 만드는 3차원(3D) 프린터 프로젝트. 출처=밀리언 웨이브스 프로젝트(millionwavesproject.com)

또한 밀리언 웨이브스 프로젝트(Million Waves Project)는 해양에서 수집한 플라스틱으로 만든 필라멘트 재료로 사용해 3D 프린터로 손과 팔 등의 의수족을 만드는데요. 이렇게 만들어진 의수족은 개발도상국에서 의족이 필요한 이들에게 보내진다고 합니다.

3D 프린터는 미래를 이끌 4차 산업혁명 기술 중 하나로 주목받고 있는데요. 이 3D 프린터가 플라스틱 쓰레기 문제까지 극복하는 새로운 해결사로 등장해 친환경 미래 제품으로 진화하고 있습니다. 가까운 미래에는 쓰레기통 대신 각 가정집에 플라스틱을 바로 재활용해 필요한 물건을 만들어 쓸 수 있는 3D 프린터가 설치되어 있는 행복한 상상을 해봅니다.

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*이 기고는 한화솔루션과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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