본문 바로가기

Capstone Design for the Better World

친환경 해양 코코넛 부표

  • 최철영 [ 인천대학교 ]
  • 조회수99 리뷰수2 좋아요7
  • 공개여부 : 공개
  • 카테고리 : 전자, 교육/연구, 기타
  • 등록일 : 2018-12-06
  • 팀원(공동개발자) : 최재열
  • 출품작 : 제4회 인천대 3D 프린팅 경진대회

좋아요 연락하기

수행 목적

전 세계에서 한국은 양식 생물 생산량이 연간 50만톤으로 세계 7위 생산국 이다. 규모가 큰 시장에서 친환경적인 요소와 경제적요소 등 다양한 요소를 기존 부표의 개념을 바꾸어 혁신적인 요소들이 부가된 양식부표를 목적으로 가진다. B2C가 아닌 B2G형태의 수익창출로 정부와 기업과 고객이 서로 WIN-WIN하는 형태의 친환경해양부표 사업 목적이다.

상세설명

1. 수행배경

 

#.기존해양제품의 문제점

스티로폼 부표형태의 제품이 해양오염의 주범. 약 전체 해양 쓰레기중 14.7%정도가 스티로폼. 그 중 발생되는 미세 스티로폼을 먹이로 오인한 물고기가 섭취후 폐사 및 각종 발암물질 생성된다. 그리고 그물고기는 식탁에 올라오고 환경오염도 심각해진다. 또한 15년도 70억을 들여 전체 스티로폼 부표를 수거하는 작업을 실시 했지만 전체 부표중 20%만 수거 했을뿐. 나머지는 유실되서 찾을 수 없었다. 그리하여 정부는 법제화를 가동하는대 기존 시중의 친환경 부표도 역시 플라스틱으로 만들어져 있는 실정. 플라스틱 자연분해 또한 450년에 친환경적이지 않으며 지금 정부에서도 플라스틱 사용 규제를 내리고 있는 실정이다. 하나의 예로 COFFEE SHOP 에선 더 이상 플라스틱 컵을 제공하지 않는다. 플라스틱 새제품 재생비율 7% 미만, 플라스틱 수거율 50% 미만. 또한 플라스틱은 미세플라스틱을 만들어 해양생태계 파괴 주범이 된다.(그림1참고)

(그림1)

 

1.환경문제

   - 코코넛 재질 부표를 통해 미세스티로폼, 미세플라스틱 두 가지를 한번에 해결가능.

   - 코코넛은 해양오염에 대응한 여과기능 물질이 다량함유 하여 유조선 난파 등 각종 오 염에 코코넛 활용 사례. 즉 유실되어도 바다에 이점

   - 기존 스티로폼 부표 자연분해 500, 기존 친환경부표 자연분해 500, 코코넛 부표 자연분해 50.

   - 자연의 제품에서 자연에 사용함으로써 합성원료 사용 제로, 완전 친환경적 부표.

2.경제문제

   - 매년 기존 유실된 부표 수거비용 300억원 규모.

   - 스티로폼 및 플라스틱 재생비용 이마저도 플라스틱 수거비율 50% 미만, 재생률 7%미 만

   - 부표 쓰레기 수거비율 및 비금전적(노동,시간)등을 고려하면 대략 90억원의 비용절감

   - 코코넛의 낮은 단가로 기존의 친환경 제품보다 40L 부표 기준 1500원 저렴, 코코넛 외피 원료 톤당 2만원.

3.사용문제

   - 기존 40L 스티로폼 부표는 300G에 불가 하지만. 기존 친환경 부표는 600G으로 양식

        장에서 여러개의 부표를 묶어 작업을 진행하여 노동력 증가 및 기존 친환경 부표 외면

        점점 친환경 플라스틱을 외면하고 스티로폼으로 전향하는 어업인들.

- 기존 친환경 부표와 스티로폼 부표의 혼재 사용으로 2020년 정부는 법제화를 가동함.

    그 전까지 기존 친환경 제품의 사용성이 강화된 코코넛 부표를 내고자 함

4.인식문제

- 해양 코코넛 부표에 점멸기를 부착 함으로써 야간 시 해상사고를 유의 할 수 있다.

    실제 해양경찰청에 의하면 월별 평균 6건의 부표 사고가 발생한다고 한다.

- 코코넛 부표의 섬유질 재질로 충격 흡수율이 철제부표, 플라스틱부표 보다 우수하며

    인명피해 및 자산 피해를 줄 일 수 있다.

 

2. 수행기간

 

추진일정표

일련번호

주요내용

추진일정

기간

()

09

10

11

12

1

주제선정 및 기초자료 조사

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

부표 본체 디자인 자료조사 및 설계

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

기업 업체 방문 후 디자인 피드백 및 디자인 확정

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

부표 본체 설계 작업 및 지속 수정

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

점멸기 설계 작업 및 지속 수정

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

솔리드웍스(SOLIDWORKS) 전체 형상 제작 및 프린팅

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

최종 평가 및 마무리 단계

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<일련번호>

1.주제 선정 및 기초자료 조사

- 주제를 찾는 과정에서 사회현상을 찾고자 노력을 하던중 해양환경 오염의 문제의 심각성을 인지 하게 되었다. 그로인해 알맞은 아이템을 구상 하여 기존 부표들의 심각성을 인지하고

혁신적인 요소를 감미한 아이템을 참고하고자함. 기업 성공 사례로 양키캔들 회사를 벤치마

킹 할 수 있었다. (해양쓰레기로 향초를 만드는 회사)

 

2.부표 본체 디자인 자료조사 및 설계

- 부표의 특성상 유기물에 붙는 갑각절지동물EX(따개비,홍합) 등 때문에 부표 무게가 상당이 나가는 것을 알 수 있었다. 그로인해 절지동물이 잘 붙지 않는 디자인을 고안 했었어야 했다. 기존 부표의 달라 붙는 절지동물을 막고자 디자인 설계를 불규칙적으로 또는 원형으로 줬으며 줄 부분에 잘 붙는 특성 때매 줄을 한번더 감아 돌리는 기존과 다른 후크를 만들게 되었다. 또한 부표 해양사고로 인해 밤에는 보이지 않아 선박충돌사고가 자주 일어나게 되는데 이를 고안하고자 점멸기를 설치하는 설계를 고안해 냈다. 또한 자연여과 기능 형태로 수거 하지 않아도 되는 코코넛을 위해 점멸기를 탈 부착 가능하도록 설계하였다.

 

3. 기업 업체 방문 후 디자인 피드백 및 디자인 확정

-오션이엔지()는 관측용 부표를 생산하는 회사로써 직접 찾아가 부표의 대한 피드백을 받을 수 있었다. 부표의 여러 가지 기능적 부분을 고안하고자 다음과 같이 재설계 하였다.

 

.점멸기는 사각형태로 탈부착이 가능해야할 것.

.부표의 후크 방향을 본체 양 옆 즉 사이드에 후크를 형성할 것.

.부표형상중 밧줄을 지탱하는 홈은 각 높이 1.5MM 양옆 넓이 1.8MM로 할 것

.실제 40L를 구현하고자 가로 37CM 세로18CM로 설계 할 것.

 

4. 부표 본체 설계 작업 및 지속 수정

- 부표의 본체를 본격적으로 솔리드웍스 프로그램을 통해 형상화 하였다. 본체는 서로 연결을 도우기 위한 외경 안에 내경을 설계하여 탄탄하게 고정하고자 설계를 하였다. 또한 초기 부표는 여러 가지의 기능이 빠져있는 일반 부표형상 이었지만 시간이 지날수록 몇몇 기능들이 더 부가적으로 들어가기 시작했다. 그림1.그림2참고.

 

5.점멸기 설계 작업 및 지속 수정

- 점멸기가 빠지지 않도록 유지하기 위하여 양쪽에 홈을 주어 단단하게 고정하였으며 실제 3D프린터 특성상 3~4MM정도의 오차가 발생하여 그의 맞는 설계를 하려고 노력하였다. 안에는 점멸기를 지탱하려고 받침대를 따로 제작하였고 실제 점멸기가 들어갈 수 있게 34MM 정사각형의 점멸기 통을 설계하였다.

 

6 전체형상 제작 및 프린팅

- 더욱더 정교한 작업을 위해 3D3D프린팅 업체에 의뢰하여 제품을 생산하였다. 생산기간은 5일정도 소요되었다.

 

7.최종평가 및 마무리 단계

-전체적인 최종평가 단계로 형상이 도착하여 이음매 부분을 다듬고 제품이 적합도를 확인 하였고 실제 바다에 띄어 성능을 테스트 해봤다. 코코넛보다 잘 뜨는 것 같다.

 

3. 개발작품 설명

 

1.제픔도면

-(R)본체

 

-(L)본체

 

-점멸기