密歇根大學(xué)開(kāi)發(fā)3D打印木屑模板，為減少建筑垃圾帶來(lái)新的解決方案

隨著 3D 打印技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域也在起著越來(lái)越重要的作用。諸如升級(jí)再造、使用天然材料甚至使用木材作為3D打印材料等概念材料已經(jīng)實(shí)施，但研究人員又向前邁出了一步，將所有這三個(gè)要素合并到一個(gè)新項(xiàng)目中。

2023年9月12日，南極熊獲悉，來(lái)自密歇根大學(xué)的 BioMatters團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一種解決方案，使用 3D 打印的升級(jí)回收鋸末作為建筑行業(yè)混凝土模板的替代品。木屑在該行業(yè)很受歡迎，但大部分廢物被傾倒到垃圾填埋場(chǎng)或焚燒。這個(gè)新項(xiàng)目的目標(biāo)是將鋸末變成可重復(fù)使用、負(fù)責(zé)任且廉價(jià)的可行建筑解決方案。

如前所述，鋸末易于獲得的性質(zhì)使其成為一種完美的資源，但如果不加以利用，它會(huì)對(duì)環(huán)境和個(gè)人健康造成危害。除此之外，每年還會(huì)產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)噸鋸末，作為砍伐樹(shù)木、木材和建筑的副產(chǎn)品。僅在美國(guó)，每年就有超過(guò) 300 萬(wàn)噸鋸末被送往垃圾填埋場(chǎng)。BioMatters 團(tuán)隊(duì)和數(shù)字建筑研究與技術(shù) (DART) 實(shí)驗(yàn)室研究員 Muhamad Dayyem Khan 解釋說(shuō)：“當(dāng)鋸末分解時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生脂肪酸、木質(zhì)素，這會(huì)導(dǎo)致水中毒。一旦它開(kāi)始污染水，就會(huì)對(duì)較小的野生動(dòng)物、微生物和廣泛的生物產(chǎn)生影響。由于鋸末極其易燃，它生成野火的潛在可能性非常高。與其將其燃燒并產(chǎn)生更多二氧化碳排放，不如將其制成新的建筑材料以實(shí)現(xiàn)廢料的循環(huán)利用�！�

△利用建筑工地留下的廢木材和鋸末3D 打印模板（照片來(lái)源：Tharanesh Varadharajan、Zachary Keller、Muhammad Dayyem Khan）

BioMatters團(tuán)隊(duì)的解決方案針對(duì)建筑行業(yè)中的模板，即用于在建筑工地澆注混凝土的模具。目前，模板使用塑料、金屬或木材等多種材料，占混凝土施工費(fèi)用的比例高達(dá) 40%。在鋸末已經(jīng)充足的環(huán)境中，希望這種副產(chǎn)品能夠繼續(xù)創(chuàng)造出傳統(tǒng)做法的 3D 打印替代品，從而有助于減少浪費(fèi)和資源消耗。除了鋸末之外，他們還將材料與生物聚合物混合，以便通過(guò) 3D 打印機(jī)擠出混合物。與原鋸末不同，該材料完全可生物降解，可以重復(fù)使用或回收。

借助 3D 打印的鋸末模板，該團(tuán)隊(duì)可以按需打印混凝土澆筑模具，以滿(mǎn)足建筑需求。當(dāng)模板被填充時(shí)，兩種材料協(xié)同工作，混凝土在空心鋸末模板中成型，同時(shí)從內(nèi)部穩(wěn)定木材，以防止在固化過(guò)程中變形�；炷�土硬化后，模板可以拆除并完全回收利用。雖然這種新的解決方案仍在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試，但 DART 研究團(tuán)隊(duì)目前的成果展示了這種新方案潛在的可能性。毫無(wú)疑問(wèn)，3D 打印將作為一種更環(huán)保、更負(fù)責(zé)任的方式來(lái)建設(shè)未來(lái)。