BeAM 3D 프린팅이 더욱 친환경적입니다

2014년에 Carolina는 Kenan Science Library에 400평방피트 규모의 첫 번째 메이커스페이스를 열었습니다. 오늘날 캠퍼스에는 여러 메이커스페이스가 있습니다. 이 중 세 가지는 Carolina의 모든 학생, 교직원 및 교수진에게 열려 있는 BeAM@CAROLINA의 일부입니다.

이들 공간 중 두 곳에서 학생들은 컴퓨터로 물체를 디자인한 후 3D 프린팅을 통해 생명을 불어넣을 수 있습니다. 인쇄하는 동안 필라멘트라고 불리는 실 모양의 재료가 프린터에 공급된 다음 아래 플레이트에 층으로 쌓입니다. 모든 레이어가 내려지면 3D 객체가 완성됩니다. 그러나 모든 프로젝트가 성공하는 것은 아니며 대부분의 필라멘트가 플라스틱이기 때문에 실패한 3D 프린팅 프로젝트는 쓰레기통에 버려집니다.

BeAM의 수석 기술 고문인 Glenn Walters는 "3D 프린팅의 대부분은 낭비입니다."라고 말했습니다. "그러나 colorFabb의 allPHA를 사용하면 재활용 스트림도 필요하지 않습니다. 이는 퇴비화 가능합니다."

Eastman Chemical Company는 수년 동안 BeAM에 colorFabb의 XT(공중합체 폴리에스테르 또는 CPE) 필라멘트를 공급해 왔습니다. 2022년에는 colorFabb의 새로운 생분해성 allPHA(알파로 발음) 필라멘트가 출시되었습니다. 그 시점에서 BeAM은 강력하고 내열성이 있는 XT 필라멘트를 이 새롭고 지속 가능한 필라멘트로 보완하는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다.

BeAM은 공간에 allPHA를 제공함으로써 폐기물 배출량을 줄이고 있습니다. BeAM은 또한 이 물질을 재처리하고 재사용하는 방법도 연구하고 있습니다.

Murray 메이커스페이스에서 Walters는 학생들이 모든 PHA 필라멘트로 물건을 만들 수 있는 PRUSA 3D 프린터를 지적합니다. Carmichael의 PRUSA 프린터에는 곧 새로운 필라멘트가 설치될 예정입니다. 두 공간 모두에서 일부 UltiMaker 프린터는 allPHA로도 인쇄할 수 있습니다.

colorFabb에 따르면 allPHA를 사용하면 온실 가스와 환경 플라스틱 오염을 모두 줄이는 동시에 순환 경제도 창출할 수 있습니다.

대부분의 필라멘트에 대해 colorFabb은 제조업체에게 가열판에 인쇄할 것을 권장합니다. 그러나 allPHA의 경우 냉각판이 바람직합니다. 난방이 되지 않는 침대는 더 적은 전력이 필요하다는 것을 의미합니다. 더 적은 전력은 더 적은 온실가스 배출로 이어집니다.

allPHA의 부드럽고 유연한 특성은 제조업체를 위한 학습 곡선을 만듭니다. 그러나 재료가 생분해되기 때문에 시행착오의 여지가 더 많고 실패한 프로젝트가 수백 년 동안 매립될 것이라는 걱정도 줄어듭니다.

소재의 차이는 확연합니다. allPHA가 좀 더 자연스러운 질감을 갖고 있는 반면, XT 필라멘트는 반짝반짝 빛납니다. 두 개의 필라멘트는 서로 다른 폴리머 유형으로 구성됩니다. 특히, allPHA는 폴리하이드록시알카노에이트 폴리머로 만들어집니다. 이 중합체는 박테리아에 의한 발효를 통해 생성됩니다. 다양한 유형의 박테리아가 다양한 PHA 폴리머를 만듭니다. 그런 다음 이러한 다양한 폴리머를 결합하여 강력하고 탄력 있는 필라멘트를 만듭니다.

BeAM은 향후 프로젝트를 위해 allPHA를 재고로 유지합니다. 이 필라멘트의 가격은 비생분해성 필라멘트보다 약 30% 더 비쌉니다. 캠퍼스 폐기물과 온실가스 배출을 줄이는 데 allPHA가 할 수 있는 역할을 인식한 Sustainable Carolina는 allPHA의 초기 재고에 자금을 지원하는 것이 타당하다는 것을 깨달았습니다.

Hanes Art Center/Murray 메이커스페이스 기술 감독인 Joel Hopler는 팀에게 모든 PHA 물체가 어떻게 분해되는지 보여주기 위해 올해 초에 만들어진 작고 높은 화분의 실험 공간을 가리키고 있습니다.

BeAM 메이커스페이스 외부에는 모든 PHA 인쇄 실패에 경의를 표할 수 있는 작은 화분이 있습니다. 분해 속도는 열, 습기, 미생물 활동과 같은 퇴비 요인과 함께 재료의 두께에 따라 달라집니다.

앞으로 BeAM은 실패한 모든 PHA 프로젝트를 기계적으로 분해하기 위해 그라인더를 구입하기를 희망합니다. 이는 분해 프로세스의 시작을 제공합니다.

팀은 환경에서 생분해를 최적화하는 방법을 설명하는 과학 문헌에 대한 최신 정보를 유지하고 있습니다. 분해 시 미세플라스틱이 발생하지 않는 소재이기 때문에 안전합니다.

"캐롤라이나 학생들은 환경에 대한 열정이 있습니다"라고 Walters는 말했습니다. "보다 통제된 환경을 조성함으로써 아이들이 걱정할 필요 없는 자료에 접근할 수 있게 하고 더 나은 습관을 들이도록 도울 수 있습니다."