재활용 플라스틱을 위한 디자인


재활용 플라스틱은 가치 있고, 다재다능한 재료에요!


여기서는 더 재미있는 이야기를 하게 될 것 같네요! 프레셔스 플라스틱은 여러 해동안 커뮤니티와 함께 다양한 제품들을 디자인해왔어요. 그러한 과정이 덕분에 플라스틱의 종류별 특성, 그에 따라 사용하기 적합한 기계들에 대해 알 수 있었죠. 디자인하고 제품을 만들기 위해 가장 우선적으로 고려해야하는 것은 안전이에요. Safety and Fumes에 나와있는 안전을 위한 사항들을 모두 기억하고 어떠한 유해 가스에도 노출되지 않도록 신경써야해요.

🍯  꿀팁
지금 주변에서 플라스틱 제품을 하나 찾아, 어떤 종류의 플라스틱으로 만들어졌을 지 곰곰히 생각해보세요.
차례


  1. 시작하기
  2. 순환될 수 있는 제품 만들기
  3. 프레셔스 플라스틱 기계를 위한 디자인
  4. 압출기
  5. 시트프레스
  6. 사출기
  7. How-To

시작하기


플라스틱의 기초에서 다루었듯이, 각 플라스틱은 고유한 특성을 가지고 있고 다루는 방식도 모두 달라요. 작업을 위해 고른 플라스틱의 특징을 제대로 아는 것은 매우 중요해요. 따라서 시간을 가지고 다양한 실험을 해보세요. 물론 인내심을 가지고요! 


압축기는 이름으로 모든 것이 설명되는 기계네요. 즉 열과 압력을 이용해 분쇄된 플라스틱이나 알갱이 플라스틱을 압축하죠. 종종 물결 모양을 띠기도 하지만 주로 알갱이 무늬가 나타나요. 이는 새로운 버전의 시트프레스나 기존의 압축기를 사용해 만들 수 있어요.


시트 프레스와 압축기로 만든 제품 :

압출기는 뜨거운 금속 통을 통해 녹인 플라스틱을 실의 형태로 ‘압출‘합니다. 플라스틱이 완전히 녹아야 하기 때문에 균일한 색감을 띠게 되죠. 


압출기로 만든 제품 :

사출기 또한 다른 종류의 뜨거운 금속 통에서 플라스틱을 녹여요. 압축기와 달리 몰드에 녹인 플라스틱을 넣죠. 사출기 몰드를 이용하여 원하는 색감과 질감을 낼 수 있는데, 이를 위한 다양한 기술이 있어요. 


사출기로 만든 제품 :

몇 가지 가이드


플라스틱을 재활용하는 것은 긴 시간이 소요되며, 에너지 집약적인 과정이지만 플라스틱을 아주 가치있는 자원으로 만들죠. 여기 몇 가지 가이드를 소개할게요. 여러분의 제품을 만드는 동안 플라스틱을 최대한 잘 활용하고 있는지 확인하는 체크 리스트로 사용해보세요. 


  • 제품 제작에 필요한 플라스틱의 양을 잘 맞추세요. 얇지만 튼튼한 벽체를 만들어 가볍게 만드세요. 플라스틱은 올바른 모양으로 만들면 아주 튼튼한 재료랍니다.
  • 제품 제작 단계를 항상 염두해두세요. 각 단계 별 소요되는 시간과 에너지를 전략적으로 구상해보세요. 효율적이고 생산적인 제조라인을 설계해보세요. 
  • 각각의 제작 단계를 실행하다보면 플라스틱 먼지, 자투리 조각, 잔여 플라스틱 등과 같은 부산물이 나오기 마련이에요. 그런 부산물도 제대로 모아 깨끗하게 보관하고 분류해 놓으세요. 언젠가 다시 쓰게 될 지도 모르니까요. 혹은 다른 제조 시설에 판매하거나 갖다주는 것도 좋고요. 
  • 마지막으로 미적인 부분도 고려한 제품을 만들어보세요. 체계적으로 고안되고, 튼튼한 제품을 만드는 것도 물론 중요하지만 아름답게 만드는 것도 고려해볼만한 사항입니다. 쉽게 버려질 싼 물건을 만들기보다는 작은 부분도 신경써서 사람들이 소중히 여길만한 제품을 만들어보세요.

순환될 수 있는 제품 만들기


“순환”은 어떤 의미 일까요?


순환성은 제품의 수명 주기를 제작 초기 단계부터 고려하는 것이에요. ‘어떤 제품이 재활용 가능한 재료로 만들어졌는가’ 혹은 ‘제품에 사용된 모든 부품이 재활용 가능한가’를 고려해 디자인하는 것을 의미해요. 폐기물을 이용해 디자인하고 제작에 사용된 모든 재료가 또 다른 용도로 사용될 수 있는지를 고려하는 것이기도 하고요.


‘Take-Make-Use-Waste’ 구조에 대해 생각하기


지구의 순환 구조를 고려하는 것은 인간의 생존에 매우 중요한 문제입니다. 그러나 지금 우리, 인간이 만들어 온 구조를 생각해볼까요. 지구로부터 자원을 얻어, 그 자원으로 제품을 만들고, 다시 버리는 ‘Take-Make-Use-Waste’ 의 구조죠. 아래에 자세히 설명해보도록 할게요. 


Take : 자연에 무리를 주는 방법과 엄청난 양의 에너지 사용해 추출한 기름 

Make : 유해 가스를 발생시키고 화학 물질을 물과 대기로 침출시킬 수 있는 가공 절차를 거쳐 생산된 플라스틱 

Use : 매년 생산되는 3억 톤의 플라스틱 중 50%는 한 번 사용된 후 버려짐. 고작 몇 분에서 몇 일 밖에 지속되지 못하는 수명 주기 

Waste : 아주 잠깐 사용되고 버려지는 플라스틱, 그러나 이 플라스틱이 분해되기 까지는 최소 500년이 걸리죠


아주 끔찍한 구조죠. 어디로부터 재료가 오는지, 제품 생산 후 어떤 부산물이 생기는 지, 새로운 제품의 현실적인 수명 주기는 무엇인지, 어떻게 재활용 되어야하는지, 분해되거나 재사용 될 수 있는지. 이러한 질문들에 대해서 우리는 분명히 다르게 생각해볼 필요가 있어요. 만약 이러한 주제에 관심이 있다면 ‘Cradle to Cradle’ 이라는 책을 읽어보세요. 아주 좋은 책입니다.


그래서 다뤄야 할 재료는 아직도 많아요 😉

프레셔스 플라스틱 기계를 위한 디자인


좋은 제품을 디자인하기 위해서는 먼저 각각의 생산 방식에 대해 자세히 이해할 필요가 있어요. 배운 것에 대해서 대략적으로 설명했지만, 새로운 것을 배운다고 두려워하진 말아요. 한계는 뛰어넘을 수 있어요. 새로운 발견을 하게 된다면 언제든 프레셔스 플라스틱에 공유해주세요!

압출기


압출기는 분쇄된 플라스틱이 깔때기에 들어가, 긴 통에 달린 스크루로 가열되고 압축되는 과정이 반복되는 기계에요. 결과물은 견고한 실 형태의 플라스틱이죠. 만약 충분한 양의 플라스틱이 준비되어 있고 제작 과정이 잘 정비되어 있다면 기계를 하루종일 돌려 제품을 만들 수도 있어요!

🍯  꿀팁
압출기는 플라스틱을 균일하게 섞기 때문에 새로운 색상을 만들 수도 있어요. 주로 어두운 색이 납니다. 다른 색을 원한다면 여러번, 다양한 색깔로 연습해보세요.
1. 필라멘트 짜기


필라멘트를 특정 모양을 따라, 혹은 몰드 주위를 따라 짜 올리면서 형태를 만드는 기술이에요. 멋진 제품들을 만들 수 있죠. 연습이 많이 필요한 기술일거에요. 모든 종류의 사발, 그릇, 램프 혹은 여러분이 디자인한 제품을 만들 수 있어요. 노즐을 바꾸어 필라멘트의 모양을 다양하게 사용해볼 수도 있어요. 파스타 반죽이나 놀이용 반죽을 몰드를 통해 밀어낸다고 생각해보세요. 사각형, 원형, 마름모형 등 모두 여러분에게 달렸죠.

2. 빔 제조하기


금속 몰드를 노즐에 부착하고 압출하는 방법을 통해 막대 모양의 단단한 플라스틱을 만들 수 있어요. 크기나 모양도 자유롭게 바꿀 수 있어요. 작은 사이즈에서 큰 사이즈까지, 혹은 단순한 형태에서 복잡한 형태, 직선 형태에서 각진 형태까지 다양하게 만들어보세요. 


몰드와 기술 : 



압출 과정에서 색은 어떻게 나타나고, 어떻게 굳어지는 지 알고 싶다면 실험을 해보아야해요. 기본적으로 플라스틱이 막대 형태의 몰드를 통해 움직이기 때문에, 금속에 닿으면서 굳어질 거에요. 이어서 들어오는 플라스틱은 막대의 중간에 채워지겠죠. 이 말은 먼저 넣은 플라스틱이 막대의 표면 색이 된다는 뜻이죠.


🍯  꿀팁
몰드를 먼저 가열하면 부드러운 플라스틱 표면을 얻을 수 있어요. 하지만 냉각에 필요한 시간도 그만큼 더 늘어나겠죠.
3. 몰드 사용하기


밀폐된 주형에 플라스틱을 채워 넣는 건 빠른 방법이죠. 또 사출기를 사용할 때보다 큰 부피를 가진 몰드에 채워넣을 수도 있죠. 각 기계의 장점을 사용할 수 있는 제품을 디자인하고, 잘 정리된 제작 계획을 세우면 효율적으로 많은 양의 제품을 생산할 수 있어요. 압출기를 이용해 만든 V4 Brick의 경우, 속이 빈 몰드를 설계해 필요한 플라스틱의 양을 줄이되, 제품의 단단함은 그대로 유지할 수 있었죠. 하나의 제품을 만들 때 더 적은 양의 플라스틱을 쓸 수 있게되면, 같은 제품을 하나 더 만들 수도 있어요. 뿐만아니라 가볍기 때문에 제작과 운송에 소요되는 시간과도 줄일 수 있죠.  


순환성, 효율성 그리고 제작 비용까지 이런 요소들을 고려하는 디자인은 제작하기 전 단계에 모두 이루어져야하죠. 냉각에 소요되는 시간, 몰드 분리 공정 그리고 다시 몰드를 붙이는 데에 드는 시간 등 이 모든 요소들은 디자인을 하는 데 다양한 변수가 될 수 있어요. 따라서 모든 제작 단계를 고려해 제품을 디자인 해야한다는 것을 잊지 마세요.

시트프레스


6mm-30mm 사이의 두께에, 최대 1m x 1m 의 시트를 제작할 수 있는 기계에요. 크기, 두께, 표면 처리 방식 등 시트 몰드를 만들 때에는 고려해야할 다양한 사양들이 있어요. 여러분에게 필요한 몰드를 바로 구입하기보다는 여러분만의 리서치를 진행하고, How-to’s를 읽어보세요. 시트프레스를 사용하는 다양한 방법들이 있어요.


여러 종류의 플라스틱 시트 제작 방법이 있어요. 가장 일반적인 두 가지 방법을 살펴봅시다.


1. 절단 및 목공 기술


절단은 가장 일반적인 과정이며 여러 가지 기술이 있어요. 실톱이나 테이블톱, 혹은 CNC밀링과 같이 성능이 향상된 일반 목공 도구를 사용해도 되죠.


  • HDPE 및 PP는 절단 및 사용이 가장 용이함 
  • 깔끔한 절단을 하고싶다면 올바른 도구와 칼날이 필요함 
  • 공기 냉각기가 있다면 도움이 됨 
  • 절단 시 많은 자투리가 만들어지므로 이를 수집하고, 재사용하기 
  • 스냅핏 조인트는 플라스틱에 사용하기 좋음


참고 : 큰 면적을 가진 플라스을 사용한다면 재료를 잘 알고 손에 맞게 익숙해지는 것이 중요해요.  그 플라스틱이 어떻게 처지거나 구부러지는 지 알면 좋죠. 아주 유연할 수도 있고, 사용하고자 하는 플라스틱의 특성에 대해 더 잘 알고 있을수록 좋은 품질의 플라스틱 제품을 만들 수 있어요.

여러 종류의 플라스틱 시트 제작 방법이 있어요. 가장 일반적인 두 가지 방법을 살펴봅시다.


2. 굽힘 가공


재밌는 가공법이에요! 일정 시간동안 적절한 온도를 가하면 시트를 성형하고 구부려 3차원 모양으로 만들 수 있어요. 얼마나 빨리, 고르게 열이 시트로 전달되는 지와 같이 적절한 온도를 사용하는 것이 매우 관건이죠. 플라스틱의 종류와 굽힙 가공기의 크기, 시트의 두께에 영향을 받아요. 


  • 빠른 열로 균일하게 전달되면 쉽고 보기좋게 구부릴 수 있어요. 온도 전달 속도가 느리면 열이 내부에 도달하기도 전에 바깥 쪽이 탈 수 있어요. 그런 경우 표면이 고르지 않을 수 있고 구부린 부분을 따라 균열이 생기거나 흰 자국이 생길 수 있어요. 
  • 6-8mm 두께의 얇은 시트는 구부리기 더 수월해요. 
  • 6-8mm 두께 이상의 시트를 사용한다면 양면 가열을 하는 것을 추천해요. 그럼 열이 시트 곳곳에 골고루 전달되고 깔끔하게 구부릴 수 있죠. PS로는 쉽게 되지만 PP, LDPE, 혹은 HDPE와 작업할 때는 까다로울 수 있어요. 
  • 라인벤더를 사용할 수 있는데, 6mm 이하의 두께의 시트에는 니크롬선을 사용하는 DIY 방식이 온라인에 나와있어요. 더 두꺼운 시트를 사용한다면 두꺼운 줄과 양면 가열법을 사용하는 것이 좋아요. HDPE와 PP에는 가열 블레이드 벤더를 사용할 수도 있죠. 
  • 작은 사이즈를 벤딩하고 싶다면 플라스틱 전체를 오븐에 넣어 가열한 뒤, 양면 몰드로 모양을 잡아보세요. 물론 빠를 수는 있지만, 오븐의 크기에 따라 작업 할 수 있는 크기도 달라집니다.

사출기


사출기의 원리는 간단해요. 플라스틱을 가열해, 몰드에 압력으로 주입하는 것이죠. 아름답고, 마감처리가 이 훌륭한 제품을만들 수 있으며, 만약 몰드가 잘 만들어졌다면 생산 전반에 걸쳐 지속적으로 높은 품질을 유지할 수 있어요. 워크샵을 기획하게된다면 아주 빠르고 쉽게 제작 과정을 사람들에게 보여줄 수 있어요. 깔때기에 플라스틱을 채운 뒤, 가열 후 몰드에 채우고 식히기만 하면 끝이죠! 사람들은 즉시 만들어진 제품을 만져볼 수 있는 거죠.

다른 몰드에 나사를 끼워넣는 과정만으로도 완전히 새로운 제품을 만들어낼 수 있을만큼 사출기는 여러분의 제품 생산을 다채롭게 해줄 거에요. 다양한 방법에 대해 자세히 알아보고싶다면 "사출기 몰드" 섹션을 참고하세요.

🍯  꿀팁
공방에서 나오는 여러 플라스틱 잔여물들을 사출기에 넣어 아주 짧은 시간만에 가치있는 제품을 만들 수도 있어요. 공방에 아주 필요한 기계죠. 이렇게 단순한 과정만으로 결과물을 보여주는 기계이기 때문에 일반 사람들이 이해하기도 쉽고 워크샵에도 아주 적합하죠.
알아둘 것
통 안에 들어갈 수 있는 플라스틱의 총 양을 알아두어야 하는데, 이는 결과물의 부피에 영향을 미쳐요. 보통 약 150m3인데 꽤 적은 양이죠. 큰 문제는 아니지만 디자인하는데 제한이 있을 수 있어요.

How-to


프레셔스 플라스틱 기계를 사용해 만들 제품을 디자인하고 있다면, 가장 좋은 참고자료는 How-to에요! 제품의 디자인, 기술과 팁을 얻을 수 있죠. 일부는 프레셔스 플라스틱에서 제공되지만, 대다수는 커뮤니티를 통해 공유된 정보랍니다. 작업이 막혔을 땐 하단의 디스코드 채널도 확인해보세요. 같은 문제로 고민하고 있는 사람들이 있을 수 있으니, 고민을 나누고 함께 이야기해보세요. 멋진 새로운 제품이나 팁, 기술을 발견해 여러분만의 How-to를 만들어 공유할 수 있다면 꼭 해주세요. 많은 사람들이 여러분 덕분에 놀라운 지식을 더 얻을 수 있으니까요.

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