導(dǎo)讀：我們都知道，在眾多的3D打印工藝中，基于FDM原理的塑料3D打印是我們最容易接觸到，也是最容易實(shí)現(xiàn)的一種成型模式。FDM的成型原理簡(jiǎn)單、成本低廉，這也是它在全球范圍內(nèi)廣受歡迎的主要原因。可是你知道嗎，就是這么一種平民化的制造模式，卻已經(jīng)在非洲大陸的發(fā)展中國(guó)家扮演起了“扶貧”的角色。
2021年9月12日，在來(lái)自英國(guó)拉夫堡大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功地將在非洲大陸收集的聚合物垃圾轉(zhuǎn)化為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的低成本農(nóng)業(yè)工具。作為 "可循環(huán)塑料項(xiàng)目"的一部分，研究團(tuán)隊(duì)將廢棄的瓶子回收成可加工的長(zhǎng)絲，然后將其3D打印成六個(gè)循環(huán)農(nóng)具。這些裝置可以根據(jù)它們?cè)O(shè)計(jì)者的想法變換成不同的工具，從水果采摘器到養(yǎng)魚系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)。它們不僅可以幫助發(fā)展中國(guó)家的人促進(jìn)他們的經(jīng)濟(jì)，而且會(huì)減少當(dāng)?shù)氐乃芰侠逊e。
拉夫堡設(shè)計(jì)學(xué)院的馬克-埃文斯說："由于制造成本高，中低收入國(guó)家很難享受到創(chuàng)新聚合物產(chǎn)品所帶來(lái)福利，然而這些產(chǎn)品會(huì)很大程度上幫助他們的工作更容易、更清潔、更安全。綠色循環(huán)項(xiàng)目有效地扭轉(zhuǎn)了這一局面，在其具有成本效益的制造過程中使用當(dāng)?shù)氐膹U棄材料，從而實(shí)現(xiàn)了一步到位的好處。"
△研究人員提出的塑料回收和3D打印方法。圖片來(lái)自拉夫堡大學(xué)
拉夫堡的循環(huán)性目標(biāo)
拉夫堡團(tuán)隊(duì)的循環(huán)塑料項(xiàng)目與兩個(gè)更大的倡議密切相關(guān)："食品包裝塑料變廢為寶"項(xiàng)目（PPFTG），以及"智能可持續(xù)塑料包裝"挑戰(zhàn)（SSPP）。在英國(guó)政府的英國(guó)研究與創(chuàng)新機(jī)構(gòu)（UKRI）的支持下，SSPP的設(shè)立是為了幫助研究減少塑料包裝污染的新方法。
在這個(gè)800萬(wàn)英鎊的大項(xiàng)目中，拉夫堡大學(xué)獲得了115萬(wàn)英鎊的資金，用于資助PPFTG項(xiàng)目。研究團(tuán)隊(duì)旨在通過該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)使用 "智能技術(shù) "來(lái)解決世界上的廢物回收問題。特別是，當(dāng)這份倡議在去年獲得綠燈時(shí)，該團(tuán)隊(duì)將目光投向了創(chuàng)建一個(gè) "循環(huán)商業(yè)模式"，能夠減少所謂的"食品到手"包裝的生態(tài)影響。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Garrath Wilson去年解釋說："食品零售商銷售的新鮮和冷藏食品，如三明治和預(yù)制沙拉，會(huì)產(chǎn)生大量的一次性塑料包裝垃圾。我們的項(xiàng)目將匯集包裝技術(shù)、用戶行為、可持續(xù)設(shè)計(jì)、制造和聚合物化學(xué)各個(gè)方面具有專業(yè)知識(shí)的研究人員，以消除食品業(yè)的塑料浪費(fèi)。"
△一堆塑料廢棄產(chǎn)品，通過他們的循環(huán)商業(yè)模式，該團(tuán)隊(duì)相信他們可以使回收有利可圖，同時(shí)也是環(huán)保的。圖片來(lái)自拉夫堡大學(xué)
循環(huán)塑料項(xiàng)目
為了與PPFTG項(xiàng)目的目標(biāo)保持一致，拉夫堡大學(xué)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在又從工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)獲得了15萬(wàn)英鎊的資助。利用這筆資金，該系的研究人員與阿斯頓大學(xué)和德蒙福特大學(xué)的同事合作，并作為循環(huán)塑料項(xiàng)目的一部分，試圖將塑料變成非洲企業(yè)的商品。
到目前為止，在這項(xiàng)為期18個(gè)月的倡議中，設(shè)計(jì)師和工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與英國(guó)的一個(gè)非政府組織以及肯尼亞、盧旺達(dá)和尼日利亞的合作伙伴合作，對(duì)塑料水瓶展開收集。一旦積累起來(lái)，研究人員將這些廢物清洗、切碎、干燥并擠壓成可用的長(zhǎng)絲，然后將其3D打印成工具，以滿足不同非洲社區(qū)的具體需求。
盡管該項(xiàng)目仍在進(jìn)行中，但該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了六個(gè)初步的原型，包括一個(gè)模塊化的養(yǎng)魚場(chǎng)和水果抓取器，可以用當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)和竹子材料建造。研究人員還在開發(fā)新型挖沙適配器、非電動(dòng)牛奶冷卻器和彎刀削皮機(jī)，以及能夠利用波浪運(yùn)動(dòng)抽水的回收船打包機(jī)。
這個(gè)綠色扶貧項(xiàng)目已經(jīng)在美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)的年度國(guó)際優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的社會(huì)影響類別中獲得提名，但由于該項(xiàng)目將持續(xù)到2021年12月31日，埃文斯仍然專注于其商業(yè)模式在支持非洲當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、漁業(yè)和建筑公司方面的潛力。
埃文斯補(bǔ)充道："我們的工藝使廢舊塑料水瓶的回收成為一個(gè)有吸引力的經(jīng)濟(jì)主張，將其轉(zhuǎn)化為3D打印的長(zhǎng)絲。通過將其與工業(yè)設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，在不需要工具的情況下，單單憑借3D打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)的能力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)通常是不可行的。"
△拉夫堡團(tuán)隊(duì)的3D打印 "水果抓取器"。照片來(lái)自拉夫堡大學(xué)
發(fā)展中世界的AM
正如拉夫堡團(tuán)隊(duì)所強(qiáng)調(diào)的那樣， 3D打印等先進(jìn)技術(shù)帶來(lái)的效益往往只服務(wù)于生活在西方世界的人，但現(xiàn)在許多私人和國(guó)家支持的公司都在努力改變這種情況。就在去年，14Trees公司透露，它將在非洲3D打印可負(fù)擔(dān)的低碳住房和學(xué)校，目的是解決非洲大陸的基礎(chǔ)設(shè)施短缺問題。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用拉法基豪瑞公司開發(fā)的混凝土漿料，試圖在馬拉維快速制造房屋，然后將建設(shè)擴(kuò)展到肯尼亞和津巴布韋。
大約在同一時(shí)間，劍橋大學(xué)分拆出來(lái)的Blue Tap公司宣布，它正在開發(fā)一種3D打印的氯氣計(jì)量器，可用于使低收入國(guó)家的水可以安全飲用。在英國(guó)創(chuàng)新署的支持下，該設(shè)備已經(jīng)被安裝在烏干達(dá)的一個(gè)測(cè)試平臺(tái)上，Blue Tap還向當(dāng)?shù)氐乃芄こ鍪勐葰庾⑷肫鳌?/span>
在其他地方，LifeEnabled等美國(guó)慈善機(jī)構(gòu)正在使用3D打印技術(shù)來(lái)改善發(fā)展中國(guó)家截肢者裝上假肢的機(jī)會(huì)。至少四年來(lái)，該組織已經(jīng)在危地馬拉的圣貝尼托市開設(shè)了一家診所，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁?/span>3D打印和數(shù)控加工的免費(fèi)假肢。
