재사용 가능한 유리 벽돌은 어떻게 맞물리고 다시 나뉠까

MIT가 소개한 3D프린팅 유리 벽돌 연구는 출력 뒤의 연결에 초점을 맞춘다. 둥근 돌기로 벽돌을 맞물리고, 다른 재료로 유리 접촉면을 보호하며, 해체 뒤에는 벽돌 그대로 또는 녹인 재료로 다시 쓰는 구상이다.

유리병에서 8자 벽돌까지

Glass 3D Printer 3는 용광로에서 분쇄한 유리병을 녹인 뒤, 녹은 유리를 층별 패턴으로 쌓는다. 연구팀은 소다석회 유리로 여러 층의 시제품 벽돌을 출력했다.

벽돌 몸체는 8자 모양이고 둥근 돌기 두 개가 달려 있다. 돌기는 장난감 블록처럼 위아래 벽돌을 맞물리게 한다. 8자 형상은 벽돌의 움직임을 제한하면서도 어느 정도 휘어진 벽을 구성할 수 있게 한다. 연구진은 이 벽돌로 실제 곡선 벽을 조립했다.

유리 표면끼리 직접 맞닿으면 긁힘이나 균열이 생길 수 있다. 연구팀은 벽돌 사이에 다른 재료를 두어 그 경계를 보호했다. 이 재료는 구조물을 해체하고 재활용할 때 제거할 수 있다.

제거 가능하다는 점은 두 재사용 경로와 연결된다. 벽돌이 온전하면 물리적 블록 그대로 다른 구조에 다시 조립할 수 있다. 형상을 바꿔야 한다면 유리를 다시 녹여 프린터에서 새 모양으로 만들 수 있다. 앞의 방법은 부재를 보존하고, 뒤의 방법은 재료를 재성형한다.

연구팀은 산업용 유압 프레스로 벽돌을 눌러 균열이 시작될 때까지 강도를 시험했다. 가장 강한 벽돌은 콘크리트 블록이 견디는 것과 비슷한 압력을 버텼다.

여기에는 중요한 조건이 있다. 그 벽돌은 대부분 출력 유리로 만들어졌지만, 바닥의 맞물림 부품은 별도로 제작해 부착했다. 완전히 출력한 유리 구성이 모두 콘크리트와 같은 수준이었다는 결과가 아니다.

연구진은 벽돌 대부분을 출력 유리로 만들되 결합부는 출력, 주조 또는 다른 재료의 별도 제작으로 구성할 수 있다고 해석했다. 더 많은 결합부를 출력 유리로 만드는 방법은 계속 살피고 있으며, 다음 단계로 더 크고 스스로 서는 유리 구조물을 만들 계획이다.

이 연구가 다룬 범위는 출력된 몸체에 그치지 않는다. 맞물림과 접촉면 보호, 시험한 구성, 해체 뒤의 두 경로가 한 시제품 안에서 이어진다.