강의실에서 배운 PLA 소재 장점, 3D프린팅 통해 체감

■이번에 수행한 산학 프로젝트 주제 선정 과정과 성과는
4학년 과목 중 생체의용고분자 과목을 통해 배운 생분해성 플라스틱인 PLA(Poly Lactic Acid)에 대해 관심이 많았다. PLA는 옥수수 전분에서 추출한 원료로 아기가 입으로 물거나 빨아도 문제가 없을 정도로 유해 물질이 검출되지 않고 미생물에 의해 100% 생분해되는 친환경 소재이자 60~70℃에서 다양한 형상화가 가능한 형상 기억 고분자라는 특성을 가지고 있다.

이러한 소재의 장점을 살려 산학 프로젝트를 통해 어떤 제품을 만들어야할지 고민해보다가 에이엠솔루션의 황진택 박사님을 만나 재활용이 가능한 의료용 부목을 만들기로 결정했다.

시중에 널리 사용되고 있는 반깁스 형태의 부목들은 한번 굳히면 재사용이 불가능하고 시술 후에 재성형이 어렵다. 이 때문에 의료폐기물 처리에 따른 추가비용 발생과 환경오염 유발은 물론 환자의 불편함을 야기하는 문제점이 발생하고 있다.

산학 프로젝트를 통해 PLA 필라멘트로 의료용 부목을 3D프린팅한 결과 형상기억 성능이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

■산학 프로젝트를 기업들과 수행하면서 어려웠던 점은
황진택 박사님과 산학 프로젝트를 수행하면서 크게 어려웠던 점은 없었다. 황진택 박사님은 소탈하고 친근하신데다 기업 내에서도 수직적인 구조보다 수평적인 구조를 더 선호하셨다. 함께 의견이 나눌 때도 최대한 저희쪽 의견에 대해 귀 기울여 주셔서 프로젝트를 원활하게 진행할 수 있었다.

친환경·형상 기억 특성 활용 의료용 부목 제작
기계적 물성 향상 숙제, 다양한 소재 적용 해보고 싶어

▲ 3D프린팅 솔루션 기업인 에이엠솔루션과 함께 PLA 소재로 의료용 부목을 3D프린팅했다.

■3D프린팅을 적용하면서 느낀 개선해야할 점은
핫 프레스(Hot press)로 만든 필름과 FDM 방식 3D프린팅으로 제작한 부목을 만능재료시험기(Universal testing machine:UTM)를 통해 기계적 물성 테스트를 해보았는데 FDM 방식이라 그런지 필름보다 기계적 물성이 떨어지는 것을 확인했다.

3D프린팅이 시제품 제작을 넘어 실제 생산품을 만드는데 널리 활용되기 위해선 이런 점을 개선해야 된다고 생각한다. 그러나 CAD를 통해 내가 원하는 형태를 바로 만들 수 있다는 장점은 이러한 단점을 상쇄하기에 충분하다고 느꼈다.

■다시 프로젝트를 할 수 있는 기회가 주어진다면
이번 산학 프로젝트를 통해 새로운 재료를 사용하고 3D프린팅에 적용할 수 있어서 흥미를 느낄 수 있었다. 하지만 주어진 시간이 짧아 필라멘트부터 제품까지 만들 시간이 부족해 완성도 높은 제품을 만들지 못해 아쉬웠다. 다시 프로젝트를 할 수 있는 기회가 주어진다면 좀 더 완성도 높은 제품을 만들거나 PLA 뿐만 아니라 다른 소재를 가지고 3D프린팅에 적용할 수 있는지 찾아보고 싶다.