據(jù)了解，當(dāng)下用塑料垃圾制成3D打印耗材，一般都是現(xiàn)將其切碎、研磨成小塊或顆粒。然后，將其放入一個塑料擠出機，熔融生成3D打印長絲。這里面的主要問題是，將塑料垃圾比如PLA材質(zhì)的東西切碎、研磨成小顆粒往往需要很大的能量，主要是由PLA能夠吸收能量使其不易分解。
如今英屬哥倫比亞大學(xué)的學(xué)生與UBC快速工程設(shè)計團隊找到了一種更好的方法來研磨：在普通的家用攪拌機里加入液氮，即可輕松將PLA塑料分解成顆粒。
這是因為PLA塑料具有在-20至-40℃的環(huán)境下變脆的特性。這意味著，在這些溫度下，塑料失去大部分的能量吸收特性，于是這時當(dāng)攪拌機的葉片擊中它時，它很容易就會解體。而液氮的最高冷卻溫度能達到-196℃，所以它是一種很理想的冷卻介質(zhì)。
UBC團隊所做的就是先用液氮冷卻塑料，然后把液體倒出去，把冷卻后的塑料裝入家用攪拌機。只需開動幾分鐘，攪拌機里的塑料就完全變成了粉狀物質(zhì)，這是長絲擠出機最理想的材料。剩下的就是用長絲擠出機把它們變成3D打印長絲了。
不過這里還有一些注意事項。如果液氮不好找，用干冰也行。雖然干冰的制冷溫度沒那么低，但是也能達到使塑料變性的溫度。另一個需要注意的是，低溫也會影響攪拌器的葉片，使其變得更加脆弱，有時候會出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。不過無論如何，這都是可以解決的問題。
最重要的是，我們認(rèn)為，這一方法可以推廣，有可能會使大規(guī)模 回收利用PLA塑料垃圾變成一個有利可圖的商業(yè)模式。
全球知名咨詢公司SmarTech公司近期頒布了《未來10年，塑料在3D打印市場的應(yīng)用預(yù)測》，評估了較新的塑料材料種類，包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、TPU、PET、PBA、聚乙烯醇、聚甲醛和可替代生物塑料、透明材料、柔性材料，以及納米增強塑料等。該報告指出塑料將成為3D打印公司的競爭優(yōu)勢。
三類塑料ABS、PLA和尼龍將在未來10年繼續(xù)占據(jù)3D打印材料市場的最大份額。預(yù)計到2019年，這些材料的市場需求量將達到1.3萬噸。
很多OEM公司正在尋找能在未來幾年帶來豐厚收入的塑料材料，甚至有3D打印公司開始收購材料研發(fā)公司。與此同時，主要的材料公司也開始將3D打印作為一個盈利的利基市場，搶占商機。
不過，就目前的情況來說，3D打印的成本還是很高。3D打印機體積越來越小，成本越來越低，而與此同時，3D打印機所用的耗材ABS塑料細絲的成本并沒有顯著下降，一公斤ABS塑料細絲的售價在50-60美元，即便買得起3D打印機，打印耗材也是個問題。來自世界各國的專家研究發(fā)現(xiàn)，將廢舊塑料重新利用也可以達到同樣的打印效果。
去年曾經(jīng)報道過一家名為Better Future Factory（BFF）的公司發(fā)起了一個名為Perpetual Plastic（永久塑料）的項目。該項目主要專注于從社區(qū)回收塑料，并將其轉(zhuǎn)化為可3D打印的線材。后來他們又進一步開發(fā)出了專門以再生塑料為原料的3D打印線材品牌Refil。近日，該公司創(chuàng)始人Jonas Martens在接受媒體采訪的時候，介紹了他們最近的情況。
BFF的目標(biāo)是制造出一種完全由回收利用的塑料制成的3D打印線材，而且不影響質(zhì)量。從一開始，他們的目標(biāo)是通過提供同等質(zhì)量的環(huán)保產(chǎn)品取代當(dāng)前破壞環(huán)境的塑料線材。該項目的緣起是一款很不起眼的回收塑料機器。“三年前，我們就靠這臺機器在節(jié)日上回收塑料杯，并把它們碎成小塊，然后制作出可3D打印的線材。”
Martens指出，“一年半前，我們決定擴展這種想法，并試著去改變整個3D打印市場。”
“于是我們開始研究如何使用再生塑料制造復(fù)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量線材。我們開發(fā)出了一種使用回收的汽車儀表板制成的ABS線材和用塑料瓶為原料制成的PET線材。”
由于其環(huán)保和可持續(xù)的特點，BFF推出的Refil系列線材產(chǎn)品在3D打印社區(qū)里獲得了熱烈歡迎。Refil還在柏林舉辦的2015年3D打印歐洲展上獲得了3D打印最佳材料開發(fā)獎。然而，該公司并沒有就此停下來。他們打算繼續(xù)努力，直到再生塑料線材成為創(chuàng)客群體里的第一選擇，而不只是為了做出保護環(huán)境的姿態(tài)象征性地使用一下。為此，Martens介紹了他們Refil系列產(chǎn)品的下一步開發(fā)計劃。
“我們正在將藍色PET與綠色PET區(qū)分出來，以制造出不同顏色的線材。”Martens介紹說。該公司當(dāng)前的PET線材是一種半透明的白色塑料。“我們還正在回收冰箱內(nèi)部一種被稱為HIPS（高抗沖聚苯乙烯）的白色塑料，以及PLA和柔性材料等。我們正在試圖擴大我們的材料組合。”
為廣泛的顏色和材料選擇可以為Refil線材的市場推廣提供巨大的動力，讓創(chuàng)客們沒有理由選擇非再生的替代品。“我們想要提供具有一系列顏色的線材，而現(xiàn)在我們能夠提供的只有透明或黑色兩種。”
不過，制造Refil再生3D打印線材所涉及到的工藝比較復(fù)雜，并不是所有的塑料都適合循環(huán)再造，而且公司還必須對回收的原材料進行小心處理以保證質(zhì)量和安全。Martens說：“有的時候回收材料的來源也是一個很大的問題，比如用來制造ABS線材的報廢汽車儀表板，我們只使用沃爾沃、奧迪的儀表板，因為它們能夠保證材料的確切屬性和質(zhì)量。電視機的背面也有ABS，但是由于里面添加了阻燃劑使得它無法制造再生纖維。這就是為什么我們不得不尋找一些特定的廢物回收渠道：以保證安全和質(zhì)量。"
盡管如此，這位BFF的創(chuàng)始人仍然不改其初衷：“我們只是想從毫無價值的垃圾中制造出符合正常質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的有價值產(chǎn)品。”
廢舊塑料轉(zhuǎn)化成3D打印材料有利于減少能源消耗，保護環(huán)境，并且降低了生產(chǎn)成本。我們應(yīng)該積極回收廢舊塑料并制成打印材料，替代新塑料，節(jié)約能源。
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