新加坡南洋理工大學(xué)：3D打印回收玻璃

南極熊導(dǎo)讀，為應(yīng)對(duì)全球變暖，科研人員正在不斷尋找一種可持續(xù)發(fā)展，更加環(huán)保的材料，關(guān)于這一點(diǎn)目前是否有什么新的進(jìn)展呢？

2022年4月29日，南極熊獲悉，新加坡南洋理工大學(xué) (NTU Singapore) 的研究人員開發(fā)了一種可利用回收玻璃作為3D打印新材料的方法，他們希望這種方法有助于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過這項(xiàng)新技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)希望使用它們的原材料，結(jié)合先進(jìn)的3D打印技術(shù)生產(chǎn)日常用品，以及改變現(xiàn)有的生產(chǎn)流程。

同時(shí)，NTU相信他們的開發(fā)為可回收玻璃廢料提供了一條新途徑，并且可以為新加坡及其他地區(qū)的綠色建筑和建筑業(yè)做出貢獻(xiàn)。

△NTU 在3D打印中使用回收的玻璃廢料作為沙子替代品。視頻來自NTU

為什么選擇玻璃？
因?yàn)樗梢?00%回收，并且不會(huì)改變材料的質(zhì)量。

使用這些可回收的玻璃，可以取代3D打印過程中的沙子材料，因?yàn)樯匙釉陂_采過程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以這種材料現(xiàn)在變得越來越短缺。目前，他們宣稱，已成功地使用混凝土和玻璃的混合物3D打印了一個(gè)L形長(zhǎng)凳。

該研究的首席研究員，南大機(jī)械與航空航天工程學(xué)院（MAE）的譚明仁教授解釋說，“配制3D打印混凝土混合物是這個(gè)項(xiàng)目的核心技術(shù)，需要弄清楚每種成分的比例，才能獲得沒有設(shè)計(jì)缺陷的結(jié)構(gòu)?？上驳氖?，我們的團(tuán)隊(duì)已研究出一個(gè)可行的公式，首次證明玻璃確實(shí)可以用于3D打印，同時(shí)具有出色的物理結(jié)構(gòu)。”

△混合物的成分包括各種尺寸（中、細(xì)和超細(xì)）的回收玻璃、商業(yè)水泥、水和其他添加劑。圖片來自NTU

傳統(tǒng)材料的替代品
通過已成功3D打印的長(zhǎng)凳，他們證明了可完全替代沙子成為可能。為了使用最少的材料，研究人員進(jìn)行了一系列測(cè)試，以確定在打印過程中各材料的最佳配比參數(shù)。此外，該團(tuán)隊(duì)解釋說，由于玻璃是一種疏水材料，因此設(shè)計(jì)混凝土?xí)r使用的水很少。

他們使用了4軸3D打印機(jī)，體積為1.2 mx 1.2 mx 1 m。雖然目前只打印了一件家具，但科學(xué)家們希望未來能夠在更多的建筑領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為此，NTU研究團(tuán)隊(duì)與新加坡初創(chuàng)公司Soda Lemon合作。

NTU科學(xué)家早在2019年，進(jìn)行過3D打印浴室項(xiàng)目，在12小時(shí)內(nèi)打印出一間沒有家具的浴室，這是傳統(tǒng)建筑工藝一半的時(shí)間。

△NTU還為HP-NTU Corporate Lab提供3D打印培訓(xùn)和技能開發(fā)。（左起）NRF新加坡執(zhí)行董事Lim Tuang Liang；南大高級(jí)副校長(zhǎng)（研究）林欽勇教授；惠普公司首席技術(shù)官Shane Wall；惠普公司首席印刷技術(shù)專家，格倫霍普金斯。圖片來自NTU

注重人才培養(yǎng)
除了開展聯(lián)合研究項(xiàng)目外，2021年NTU和現(xiàn)代汽車集團(tuán)還希望激發(fā)和培養(yǎng)汽車行業(yè)的未來人才。為此，兩家機(jī)構(gòu)將發(fā)起3D打印競(jìng)賽，并為業(yè)內(nèi)人士提供機(jī)會(huì)，讓他們深入了解3D打印技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車的好處。通過這種方式，合作伙伴希望增加對(duì)電動(dòng)汽車制造的興趣，并為未來的移動(dòng)方式激發(fā)新的想法。