3D 打印如何提供可持续和环保的解决方案

随着我们进入一个更具生态意识的制造业时代，人们担心新技术可能会使我们倒退。 3D 打印经常引起的担忧使其大量使用塑料和电力使用受到抨击，有时这些论点是有效的。然而，行业内的参与者正在尽最大努力提出可以缓解此类不满的有效解决方案。许多设计师正在寻找供应链中的新技术、材料和改变，以使 3D 打印更加可持续和环保。以下是一些重要的方法：

灯丝回收

回收长丝不仅对环境更好，而且在您自己的车间或企业中手头上也是一种很好的做法。无论是失败的打印件、拙劣的作业还是只是在您的工作空间中杂乱无章，回收旧的打印件或物品都是好的。一些公司已经通过一些漂亮的产品（如长丝回收套件）填补了市场上的这一特殊空白，而另一些公司则加大了赌注并更大规模地清洁工业塑料。

在更雄心勃勃的一面，像 Clean Currents 这样的公司正在选择可以与海洋塑料完全兼容的专业 3D 打印机，让用户在打印他们的物品时帮助清洁环境。 Trimatis LLC 等其他公司也将塑料废料制成细丝。这是一个非常有希望的可能性，甚至美国军方也在寻求用废弃零件的再生塑料进行 3D 打印，以节省运输成本并提高效率。

同样，像 3devo 这样的公司提供细丝切碎机和线轴制造技术，这样用户就可以重新使用他们的旧塑料，而不是把它们扔掉。其他使用旧塑料制造颗粒的用户的工作更轻松。

然而，在材料正面不仅仅是可回收的细丝和颗粒。

可持续材料和建筑

虽然 PLA（3D 打印中最常用的材料之一）是可生物降解的，但并非所有其他增材制造热塑性塑料都可以。但是，我们为什么要使用不可生物降解的塑料制成的灯丝呢？研究人员已经提出了多种其他选择，这些选择完全避开了这些对环境不友好的选择，同时提供了一些新颖的材料特性。

新技术允许将一系列材料用于 3D 打印，以达到独特的目的。麻省理工学院的抗菌 3D 打印纤维素长丝就是其中一种材料。它有可能成为医疗应用的动力源，使制造 FDA 批准的材料变得容易，这些材料可以被丢弃，而不会引起对可持续废物处理的太多关注。它在机械性能方面也相当耐用，而且生产成本低廉。

另一项可能值得注意的潜在技术是公司正在开发的生物塑料大麻丝。 3D4MAKERS 是一家生产这种灯丝的公司，它在层间提供了很好的附着力。

即使除了细丝，在 3D 打印建筑领域也有许多有前途的材料，它们可以为潜在的建筑项目提供一些非常诱人的选择。各种项目一直在寻找生产混凝土的可持续方法，这种产品的生产会导致大部分温室气体排放（水泥行业是全球第三大工业能源消费国和第二大工业二氧化碳排放国）。这就是为什么像 FICEP S3 这样的公司创建的系统可以在 MJF 和 SLS 等工艺中重复使用来自 3D 打印和后处理零件的废品，从而创造出一种新的混合混凝土。因此，BCN 项目希望利用废物将其转化为更可持续的混合混凝土形式，从而减少与传统制造材料相关的麻烦。

同样，有机化合物也被用于 3D 打印房屋。这些化合物也不仅仅是一种环保的好奇心，因为其中一些提供了可以快速打印结构的解决方案。爱沙尼亚生命科学大学和塔尔图大学一直在试验泥炭，这是一种天然材料，由在沼泽和其他湿地环境中形成的分解植被制成。作为地球上最有效的碳汇之一，它可以储存碳化合物，这使得它在这项工作中特别有用。一个多世纪以来，它一直被用作世界某些地区的重要燃料来源，科学家们已经找到了一种将其变成有机住房来源的方法，这实际上有助于而不是阻碍环保工作。这样的过程还可以利用废物，有助于回收利用。

其他研究人员一直在研究土壤 3D 打印，例如改造月球风化层的项目。这些实验使我们更接近于使用更丰富的替代材料，同时回收旧元素来创造新结构。

太阳能 3D 打印系统

随着 3D 打印机在更广泛的行业中变得越来越普遍，它们将消耗大量能源。然而，这并不意味着能量必须来自传统方式。太阳能仍在大力发展，但它代表了替代能源的圣杯，许多公司都在通过使用 3D 打印机开发太阳能电池板和直接将太阳能用于增材制造设备来利用这一点。

3D 打印太阳能电池板提供了一些明显的优势。这些可以更轻、更便宜，并且在某些情况下，打印它们可以减少很多浪费。像 MJF 这样的方法已经用于 3D 打印太阳能系统有一段时间了。 Nano Dimension 在这方面尤其引人注目，它与以色列的初创企业合作生产此类可持续能源解决方案。一些公司甚至在开发灵活的产品，这是传统制造业无法实现的前景。

3D 打印还有助于提高太阳能电池板的效率。例如，T3DP 是一个 3D 打印研究项目，于 2013 年在 Daniel Clark 的领导下开始。其目的是使用获得专利的体积 3D 打印技术将当前太阳能电池板的转换效率提高一倍。从本质上讲，T3DP 正试图创造一种价格合理且可行的 3D 打印太阳能。他们的工作利用了先前研究用于太阳能电池的化合物钙钛矿材料的研究，该材料可以为构建太阳能电池提供更坚固和稳定的材料。

另一方面，一些公司一直在开发利用太阳能运行的 3D 打印机。长期以来，此类概念已作为开源技术提供。即使除了环境效益之外，这种打印机也是一个有用的前景，因为它们允许在偏远地区进行打印。这是 re:3D 与 Gigabot 合作的动力，Gigabot 是一种离网 3D 打印设备，可以通过利用太阳能将增材制造带到没有电力的地区。