麻省理工學院的工程師正利用回收聚合物進行 3D 列印，製造建築級別的樓板桁架。
一次性塑膠是持續的環境污染源，而為不斷增長的世界人口提供住房的需求，正對木材等資源造成日益增加的壓力。麻省理工學院的工程師們有一個想法，可以同時解決這兩個問題。
在一項近期研究中，由機械工程教授 David Hardt 和講師兼研究科學家 AJ Perez 領導的團隊，提出了一項利用回收塑膠 3D 列印建築級別的樑、桁架和其他結構的計畫，這些結構未來可能成為比傳統木結構框架更輕巧、更永續的替代品。儘管有些公司正致力於利用大型增材製造技術來建造牆壁，但它們主要使用混凝土或黏土，這些材料的生產通常對環境造成嚴重的負面影響。這些工程師是首批探索列印結構框架構件，並使用回收塑膠來實現這一目標的團隊之一。
他們設計出的形狀類似於傳統用於支撐樓板的木桁架，樑以類似梯子的對角線連接。為了進行測試，他們從一家航空材料公司取得了由回收 PET 聚合物和玻璃纖維製成的顆粒，並將其作為「墨水」送入一個房間大小的 3D 列印機。當他們用這種材料列印出四個長桁架，並將它們組合成傳統的膠合板頂樓板框架時，結果顯示其承載能力超過 4,000 磅，遠遠超過美國住房和城市發展部設定的關鍵建築標準。
塑膠列印的桁架每件重約 13 磅，足夠輕便，無需平板卡車即可運輸。工業級列印機可在 13 分鐘內生產一個。至關重要的是，研究人員正在開發能夠處理未經清潔或預處理的「髒」塑膠的製程。除了樓板桁架，他們還在努力列印其他構件，並將它們組合成一個小型房屋的完整框架。
Perez 表示：「我們估計到 2050 年，世界大約需要 10 億套新住房。如果我們試圖用木材建造這麼多房屋，我們將需要砍伐相當於亞馬遜雨林三倍面積的森林。關鍵在於：我們將髒塑膠回收再利用，製造成更輕巧、更耐用、更永續的建築產品。」
研究人員設想，未來有一天，像用過的瓶子和食品容器這樣的垃圾，可以直接送入粉碎機，製成顆粒，然後送入大型增材製造機，成為結構複合建築構件。在建築工地，這些構件可以快速組裝成一個輕巧但堅固的房屋框架。
Perez 說：「我們的想法是將貨櫃運送到你知道塑膠量很大的地方，例如足球場旁邊。然後你可以使用現成的粉碎技術，將粉碎後的髒塑膠送入大型增材製造系統，這些系統可以存在於微型工廠中，就像裝瓶中心一樣，遍布世界各地。你可以列印出整個建築物的零件，這些零件足夠輕便，可以用摩托車或皮卡車運送到最需要住房的地方。」