回收塑料變農具，細說3D打印在非洲的扶貧趣事

導讀：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，也是最容易實現的一種成型模式。FDM的成型原理簡單、成本低廉，這也是它在全球范圍內廣受歡迎的主要原因�？墒悄阒�道嗎，就是這么一種平民化的制造模式，卻已經在非洲大陸的發(fā)展中國家扮演起了“扶貧”的角色。

2021年9月12日，南極熊獲悉，在來自英國拉夫堡大學的研究人員已經成功地將在非洲大陸收集的聚合物垃圾轉化為當地農民的低成本農業(yè)工具。

作為 "可循環(huán)塑料項目"的一部分，研究團隊將廢棄的瓶子回收成可加工的長絲，然后將其3D打印成六個循環(huán)農具。這些裝置可以根據它們設計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)都可以實現。它們不僅可以幫助發(fā)展中國家的人促進他們的經濟，而且會減少當地的塑料垃圾堆積。

拉夫堡設計學院的馬克-埃文斯說："由于制造成本高，中低收入國家很難享受到創(chuàng)新聚合物產品所帶來福利，然而這些產品會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)項目有效地扭轉了這一局面，在其具有成本效益的制造過程中使用當地的廢棄材料，從而實現了一步到位的好處。"

△研究人員提出的塑料回收和3D打印方法。圖片來自拉夫堡大學

拉夫堡的循環(huán)性目標

拉夫堡團隊的循環(huán)塑料項目與兩個更大的倡議密切相關："食品包裝塑料變廢為寶"項目（PPFTG），以及"智能可持續(xù)塑料包裝"挑戰(zhàn)（SSPP）。在英國政府的英國研究與創(chuàng)新機構（UKRI）的支持下，SSPP的設立是為了幫助研究減少塑料包裝污染的新方法。

在這個800萬英鎊的大項目中，拉夫堡大學獲得了115萬英鎊的資金，用于資助PPFTG項目。研究團隊旨在通過該項目實現使用 "智能技術 "來解決世界上的廢物回收問題。特別是，當這份倡議在去年獲得綠燈時，該團隊將目光投向了創(chuàng)建一個 "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。

項目負責人Garrath Wilson去年解釋說："食品零售商銷售的新鮮和冷藏食品，如三明治和預制沙拉，會產生大量的一次性塑料包裝垃圾。我們的項目將匯集包裝技術、用戶行為、可持續(xù)設計、制造和聚合物化學各個方面具有專業(yè)知識的研究人員，以消除食品業(yè)的塑料浪費。"

△一堆塑料廢棄產品，通過他們的循環(huán)商業(yè)模式，該團隊相信他們可以使回收有利可圖，同時也是環(huán)保的。圖片來自拉夫堡大學

循環(huán)塑料項目

為了與PPFTG項目的目標保持一致，拉夫堡大學團隊現在又從工程和物理科學研究委員會獲得了15萬英鎊的資助。利用這筆資金，該系的研究人員與阿斯頓大學和德蒙福特大學的同事合作，并作為循環(huán)塑料項目的一部分，試圖將塑料變成非洲企業(yè)的商品。

到目前為止，在這項為期18個月的倡議中，設計師和工程師團隊已經與英國的一個非政府組織以及肯尼亞、盧旺達和尼日利亞的合作伙伴合作，對塑料水瓶展開收集。一旦積累起來，研究人員將這些廢物清洗、切碎、干燥并擠壓成可用的長絲，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。

盡管該項目仍在進行中，但該團隊已經提出了六個初步的原型，包括一個模塊化的養(yǎng)魚場和水果抓取器，可以用當地的網和竹子材料建造。研究人員還在開發(fā)新型挖沙適配器、非電動牛奶冷卻器和彎刀削皮機，以及能夠利用波浪運動抽水的回收船打包機。

這個綠色扶貧項目已經在美國工業(yè)設計師協會的年度國際優(yōu)秀設計獎的社會影響類別中獲得提名，但由于該項目將持續(xù)到2021年12月31日，埃文斯仍然專注于其商業(yè)模式在支持非洲當地農業(yè)、漁業(yè)和建筑公司方面的潛力。

埃文斯補充道："我們的工藝使廢舊塑料水瓶的回收成為一個有吸引力的經濟主張，將其轉化為3D打印的長絲。通過將其與工業(yè)設計方法相結合，在不需要工具的情況下，單單憑借3D打印復雜結構的能力實現產品的生產通常是不可行的。"

△拉夫堡團隊的3D打印 "水果抓取器"。照片來自拉夫堡大學

發(fā)展中世界的AM

正如拉夫堡團隊所強調的那樣， 3D打印等先進技術帶來的效益往往只服務于生活在西方世界的人，但現在許多私人和國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打印可負擔的低碳住房和學校，目的是解決非洲大陸的基礎設施短缺問題。該項目團隊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，然后將建設擴展到肯尼亞和津巴布韋。

大約在同一時間，劍橋大學分拆出來的Blue Tap公司宣布，它正在開發(fā)一種3D打印的氯氣計量器，可用于使低收入國家的水可以安全飲用。在英國創(chuàng)新署的支持下，該設備已經被安裝在烏干達的一個測試平臺上，Blue Tap還向當地的水管工出售氯氣注入器。

在其他地方，LifeEnabled等美國慈善機構正在使用3D打印技術來改善發(fā)展中國家截肢者裝上假肢的機會。至少四年來，該組織已經在危地馬拉的圣貝尼托市開設了一家診所，為當地居民提供3D打印和數控加工的免費假肢。