🇺🇸 Benjamin Davis

매사추세츠주 렌섬 출신의 벤저민 데이비스는 비숍 피한 고등학교 2학년 재학 중, 3D 프린팅 붐 속에 숨어 있던 문제에 주목했다. 탁상용 프린터가 학교, 작업장, 가정으로 확산되면서 폐기물도 함께 늘어났다. 일부 추정에 따르면 일반적인 출력 작업에 사용되는 플라스틱 필라멘트의 최대 3분의 2가 실패한 출력물, 래프트, 지지대로 버려진다.

그 플라스틱을 다시 필라멘트로 재활용하는 것이 명백한 해답이었지만, 이론상으로만 존재했을 뿐 대부분의 사용자에게는 실용적이지 않았다. 상업용 재활용 기계는 비싸고 느렸으며 품질이 일정하지 않은 필라멘트를 생산했다. 폐기물을 만들어내는 당사자인 취미 사용자와 교실에서는 손이 닿지 않는 가격이었다. 데이비스는 일반 가정 사용자가 실제로 소유하고 운영할 수 있는 무언가를 만들기로 했다. 하나의 탁상 위에서 프린팅과 재활용 사이의 고리를 닫는 것이었다.

그의 엔지니어링 해법은 고등학생 프로젝트치고는 유난히 정교했다. 그는 평소에는 따로 사용되는 두 가지 플라스틱 성형 공정, 즉 재료를 다이를 통해 밀어내는 펄트루전과 잡아당기는 압출을 하나의 시스템으로 결합했다. 이 둘을 전기, 기계, 화학 공학의 세심한 설계와 함께 혼합한 결과, 그의 기계는 기존 가정용 재활용기보다 약 45% 더 효율적이면서도 더 높은 품질의 필라멘트를 생산했다.

사용자가 중요하게 여기는 모든 축에서 결과는 인상적이었다. 그의 장치는 기존 가정용 재활용기보다 빠르고, 더 나은 제품을 생산했으며, 결정적으로 상업용 대안보다 약 90% 저렴했다. 이는 3D 프린팅 폐기물을 쓰레기가 아니라 원자재로 재정의했다. 작업대 위에 놓고 절약된 필라멘트로 본전을 뽑을 수 있는 작은 순환 경제였다.

2025년 5월, 제75회 Regeneron 국제 과학 및 공학 박람회에서 데이비스는 단 두 명에게만 주어지는 75,000달러의 Regeneron 청년 과학자상을 받았다. 전 세계에서 모인 경쟁자들 중 최상위권에 올랐다. 이 수상은 박람회를 훨씬 넘어서는 문을 열어주었다. 미국 과학진흥협회 학회 발표 초청과 미국 청소년 과학 아카데미 펠로십이 포함됐다.

그가 겨냥한 폐기물 문제의 규모는 쉽게 간과되곤 한다. 탁상용 3D 프린팅이 학교, 메이커스페이스, 가정으로 퍼지면서 그 부산물도 함께 늘었다. 일부 추정에 따르면 일반적인 출력 작업에 사용되는 필라멘트의 최대 3분의 2가 실패한 출력물, 래프트, 지지 구조물로 버려진다. 이 플라스틱 대부분은 단순히 매립지로 가며, 빠르게 성장하는 기술의 보이지 않는 비용이 된다.

그의 기계가 주목할 만한 이유는 단일 기술이 아니라 영리한 조합이었다. 데이비스는 보통 분리되어 있는 두 가지 플라스틱 성형 공정, 즉 재료를 다이를 통해 밀어내는 펄트루전과 잡아당기는 압출을 융합하고, 이를 전기, 기계, 화학 공학의 세심한 설계와 짝지었다. 결과는 기존 가정용 재활용기보다 약 45% 더 효율적이고, 더 빠르며, 더 높은 품질의 필라멘트를 생산할 수 있는 시스템이었다.

경제성은 엔지니어링만큼이나 설득력이 있었다. 그의 재활용기는 상업용 기계보다 약 90% 저렴해서, 폐기물을 만들어내는 일반 사용자들이 폐쇄 루프 재활용에 접근할 수 있게 했다. 박람회에서 단 두 명에게만 주어진 75,000달러의 Regeneron 청년 과학자상은 추가적인 문을 열었다. 미국 과학진흥협회 학회 발표와 미국 청소년 과학 아카데미 펠로십이 포함됐다.

데이비스는 최고상 수상이 진정으로 놀라운 일이었으며, 이 상이 새로운 기회와 경험의 연쇄를 열어주었다고 말했다. 더 중요한 것은 이 프로젝트가 그의 진로를 정한 것으로 보인다는 점이다. 플라스틱과 압출에 대한 그의 연구는 대학에서 첨단 제조와 기계 또는 재료 공학을 공부하겠다는 그의 의지를 굳혔다. 십대 청소년으로서 그는 이미 대부분의 엔지니어들이 평생 추구하는 일을 해냈다. 낭비적인 과정을 조용히 완전하게 만든 것이다.