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Nikkei X-TECH_2023.3.22

식물 유래 플라스틱으로 벤치를 '인쇄'
미쓰비시케미컬 등, 플라스틱과 동등한 내구성과 내후성

미쓰비시케미컬그룹과 다케나카공무점, 에스랩(Slab, 교토시), 게이오대학의 다나카 히로야 연구실은 공동으로 3D프린터를 이용해 수지제 벤치를 제작했다고 23년 2월 8일에 발표했다. 미쓰비시케미컬그룹의 연구개발 거점 ‘Science & Innovation Center’(요코하마시) 부지에 설치했다. 투명한 벤치 안에 조명기구를 설치해 옥외공간의 연출에도 기여한다.

벤치 제작에 이용한 3D 프린터는 Slab이 개발한 '다실(茶室)'이다. 폭, 깊이, 높이가 모두 3m로, 대형 조형물을 한 번에 인쇄할 수 있다. 수지 펠렛(Resin Pellets)을 가열, 용해하여 노즐로부터 토출하고 퇴적시켜 구조물을 조형해 나간다.

수지 펠렛으로 이용한 것은 미쓰비시케미컬그룹의 미쓰비시케미컬이 개발해 주로 자동차의 내외장 등에 사용하고 있는 바이오 엔지니어링 플라스틱 ‘듀라비오(DURABIO)’다. 식물 유래 전분 등을 주원료로 하는 플라스틱으로, 성형했을 때 휘어짐이 잘 생기지 않는다.

또한 기존 플라스틱과 동등한 내구성과 내후성을 갖기 때문에 옥외에 설치하는 벤치의 재료로 적합하다. 높은 투명성도 갖고 있어 벤치 안에 설치한 조명 빛으로 주위를 비출 수 있다. 조명은 인쇄 후에 벤치 바닥면에 구멍을 뚫어 설치했다.

조형에 소요된 시간은 1인용 타입에서 개당 9시간, 2인용 타입은 개당 20시간에 인쇄를 마쳤다. Slab의 홍보 담당자는 “대형 조형물을 인쇄할 경우는 휘어짐이 적은 재료를 사용하는 것이 하나의 조건이다. 듀라비오는 휘어짐도 적고 적층 간 밀착도 강하기 때문에 벤치 조형에 적합했다”고 말했다.

-- 9종류의 다른 모양을 조형 --
다케나카공무점은 Science & Innovation Center의 설계/시공을 담당했다. 이번 벤치에서는 모양 설계를 담당했다. 삼각형 면을 조합한 모양이 특징이다. 앉는 면의 경사 등 몇 가지 조건을 파라미터로서 수치화해서 검토하는 Parametric Study로 3D 모델을 작성. 이번에는 9종류의 다른 모양을 준비했다.

이 3D 모델을 실제로 3D 프린터에서 사용하기 위한 데이터로 변환한 곳은 게이오대학의 다나카 히로야(田中浩也) 연구실이다. 이 연구실은 벤치 각 면의 디자인도 담당했다. 빛의 반사나 굴절, 투과를 재촉하는 파문을 배합한 엠보싱 무늬와 삼각형이 가득 깔린 패턴 등을 그렸다. 앉는 면에는 쾌적성을 고려하여 무늬를 그리지 않고 평평한 상태로 했다.

미쓰비시케미컬그룹은 조형한 벤치의 제품화를 포함해 검토를 진행하고 있다. 코퍼레이트 커뮤니케이션 본부의 오구로(大黒) 씨는 “이번에 협력한 팀에서 무엇을 할 수 있을지 검토하고 싶다. 듀라비오로 아트 작품을 인쇄한 경험은 있었다. 이번에 벤치와 같은 실용적인 물건을 조형함으로써 진일보했다. 사례를 축적해 나가고 싶다”고 기대감을 드러냈다.

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