回收塑料變農(nóng)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(xiàn)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(nèi)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(jīng)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(jīng)成功地將在非洲大陸收集的聚合物垃圾轉(zhuǎn)化為當?shù)剞r(nóng)民的低成本農(nóng)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(nóng)具。這些裝置可以根據(jù)它們設(shè)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(xiàn)。它們不僅可以幫助發(fā)展中國家的人促進他們的經(jīng)濟，而且會減少當?shù)氐乃芰侠�圾堆積。

拉夫堡設(shè)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(chǎn)品所帶來福利，然而這些產(chǎn)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(zhuǎn)了這一局面，在其具有成本效益的制造過程中使用當?shù)氐膹U棄材料，從而實現(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(guān)："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(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(xiàn)使用 "智能技術(shù) "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(chǎn)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(shù)、用戶行為、可持續(xù)設(shè)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(chǎn)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(xiàn)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(shè)計師和工程師團隊已經(jīng)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(jīng)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?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(jīng)在美國工業(yè)設(shè)計師協(xié)會的年度國際優(yōu)秀設(shè)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?shù)剞r(nóng)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(jīng)濟主張，將其轉(zhuǎn)化為3D打印的長絲。通過將其與工業(yè)設(shè)計方法相結(jié)合，在不需要工具的情況下，單單憑借3D打印復雜結(jié)構(gòu)的能力實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)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(diào)的那樣， 3D打印等先進技術(shù)帶來的效益往往只服務于生活在西方世界的人，但現(xiàn)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(chǔ)設(shè)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(shè)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(shè)備已經(jīng)被安裝在烏干達的一個測試平臺上，Blue Tap還向當?shù)氐乃�管工出售氯氣注入器�?/div>

在其他地方，LifeEnabled等美國慈善機構(gòu)正在使用3D打印技術(shù)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(jīng)在危地馬拉的圣貝尼托市開設(shè)了一家診所，為當?shù)鼐用裉峁?D打印和數(shù)控加工的免費假肢。