變廢為寶：美國空軍離網(wǎng)集裝箱式3D打印系統(tǒng)將塑料垃圾轉(zhuǎn)為即時戰(zhàn)力

2025年9月26日，南極熊獲悉，美國空軍攜手創(chuàng)新制造企業(yè)re:3D，成功測試了一套集裝箱式3D打印回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)離網(wǎng)運行，將基地內(nèi)塑料廢棄物直接轉(zhuǎn)化為可用工具和零部件。

△美空軍采用可回收材料3D打印無人機零部件示意

此次演示由空軍快速維持辦公室（RSO）牽頭，re:3D提供技術(shù)支持，重點驗證了回收塑料在現(xiàn)場制造大型功能部件的可行性，無需依賴傳統(tǒng)電力或外部供應(yīng)鏈。這個項目隸屬于美國國防部小型企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）計劃第二階段，旨在探索軍事基地塑料垃圾作為3D打印原材料的潛力。

美空軍Ryan Plumbo中士說：“我們能夠改裝打印出來的機身并讓它飛行，第二次，我們甚至可以在壁球場上操控它了。這真是一次巨大的成功?！?br />

△培訓后的基地人員正將塑料碎片放入Gigabot X大幅面3D打印機中，這臺專為再生塑料設(shè)計的打印機可通過集裝箱門進行操作

從垃圾到3D打印無人機

這套廢棄塑料3D打印系統(tǒng)裝在兩個集裝箱內(nèi)，可直接在現(xiàn)場處理這些廢物并進行打印。集裝箱被運往坎農(nóng)空軍基地，飛行員在那里接受了設(shè)備使用培訓。

△Gigabot X系統(tǒng)上正在進行大幅面打印

測試系統(tǒng)由兩臺運輸集裝箱組成，集成了大幅面Gigabot X打印機、塑料粉碎及干燥設(shè)備。集裝箱可通過發(fā)電機或風力渦輪機供電，實現(xiàn)完全脫離電網(wǎng)運行。飛行員團隊在re:3D和RSO先進制造項目辦公室（AMPO）的協(xié)作下，接受了系統(tǒng)操作培訓，包括塑料回收、處理及3D打印流程。

△將廢棄塑料放入粉碎機進行回收

團隊通過反復(fù)試驗，成功打印出一個完全由回收材料（如PLA）制成的可正常使用的無人機框架。起初，這架無人機太重，難以控制，但后來的迭代中，它一路飛到了基地健身房的天花板。最終版本無人機實現(xiàn)穩(wěn)定操控，展現(xiàn)了回收材料在功能性應(yīng)用上的潛力。

△一名飛行員舉起用回收材料成功打印的無人機框架

可回收塑料變廢為寶

除無人機外，團隊還現(xiàn)場打印了飛機維護用電纜扎帶、鼓形扳手和輪擋等工具。其中一把再生塑料扳手在基地液壓車間完成實地測試，驗證了回收部件的耐用性和實用性。此外，項目還測試了空軍學院開發(fā)的互鎖結(jié)構(gòu)件，用于地形加固和侵蝕控制，雖然本次演示只打印了一小部分，但這些部件足以證明3D打印技術(shù)如何在現(xiàn)場支持侵蝕控制等環(huán)境應(yīng)用。

△為測試再生塑料的性能，多批由回收塑料廢料制成的3D打印無人機框架被打印出來，并準備進行評估

此項目的關(guān)鍵部分之一是無需連接固定電源即可進行打印。運輸集裝箱可以使用電池供電，電池可以通過發(fā)電機或風力渦輪機充電。由于風力并非總是如他們所愿，因此團隊主要使用發(fā)電機，而且運行起來沒有任何問題。

△停放于加農(nóng)空軍基地的集裝箱，內(nèi)部裝有移動3D打印裝置

re:3D聯(lián)合創(chuàng)始人Samantha Snabes說道：“我們已經(jīng)證明這項技術(shù)是可行的。你可以在任何地方搭建這些集裝箱3D打印系統(tǒng)，它們還能支持利用廢料進行大幅面打印。我們的目標是展示它的可行性，并與其它可能受益于此類設(shè)置的團體繼續(xù)探討?！?br />
目前，該項目是美軍利用自身廢料制造新產(chǎn)品的早期范例。但除軍用外，雙方正探索將3D打印技術(shù)應(yīng)用于野外作業(yè)或災(zāi)難救援等場景，旨在實現(xiàn)在缺乏常規(guī)電力與物資的地區(qū)，也能利用塑料廢料現(xiàn)場制造所需工具。