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图11–3 使用赤陶打印的物品
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图片来源：Mark Ganter and Duane Storti, Solheim Lab, University of Washington
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WOOF团队带着这艘打印船出现在牛奶盒船竞赛的那天，马克·甘特尔说：“我需要解释一下这艘船。”与牛奶盒船竞赛委员会讨论之后，委员会认为打印船可以参加14岁以上组的比赛。获得比赛裁判批准后，距离比赛开始只剩5分钟，马修·罗格和亚当·康芒斯将船放入水中，马修·罗格划着这艘船在14岁以上组的比赛中获得了第二名。
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就环保而言，3D打印船是一项令人振奋的项目，因为它证明了可回收牛奶盒可以回收利用并打印成真正有用的物品。塑料牛奶盒由高密度聚乙烯塑料制成，这是一种广泛应用的、可回收利用的石油热塑性塑料。但是，大多数塑料都无法回收。根据美国环境保护局的数据，所有类型的塑料回收率平均为13%，远远低于废玻璃、废钢、废铝和废纸的回收率。
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图11–4 使用废牛奶盒磨粉制成的3D打印塑料船
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图片来源：Brandon Bowman, Washington Open Objects Fabricators (WOOF) slub, and Mark Ganter and Duane Storti, Solheim Lab, University of Washington
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植物基塑料也许可以成为石油基塑料的绿色环保替代品。当我问马克是否有可用的绿色环保打印塑料时，他提到，PLA（生物降解塑料聚酸乳）可作为熔融挤压成型技术的3D打印材料，大豆塑料也是不错的选择。PLA是一种以谷物为基础的水溶性热塑性塑料，经常用于3D打印。PLA可用作支撑材料，另外，由于它的水溶性特点，也可用水清洗并重复使用。
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另一种使塑料打印更绿色环保的好方法就是回收和再售使用过的ABS塑料打印纤维。马克说：“我希望很快就有人开始销售可再生塑料纤维，我们的实验室和其他实验室已经开始就这个想法开展实验了。如果每家每户都能够回收家用的废塑料，并把它制成可用于3D打印的塑料纤维，那么会发生什么？”
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也许第一批可再生塑料纤维很快就可以出现在市面上。佛蒙特技术学院的学生泰勒·麦克楠尼在众筹网站Kickstarter上筹集了1万美元，制造一种可以将废弃3D打印塑料产品打磨并熔化成打印塑料纤维的装置。泰勒将这件回收装置命名为Filabot，他的网页将其描述为“用户友好型，但是……同时也绿色环保。Filabot很快将为3D打印带来真正的可持续发展能力”。
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可回收塑料是一个好的开始，但我们还需要做更多。“想要利用3D打印技术改善生活，我们需要想方设法利用废弃产品、食物副产品、可循环利用的玻璃和沙子，甚至泥土进行3D打印。”马克说。他打算继续开展研究，探讨是否有可能使用粉状食物材料作为3D打印的可持续原料。“大米粉几乎世界各地都有，而且用它打印效果很好。”他笑着说道，“而食物副产品，像玉米壳或小麦壳，成本也非常低。”
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“绿色3D打印看起来似乎是一个令人惊讶的研究方向。变废为宝也许是一个童话，但这却是一个值得我们努力实现的想法，让我们看看能否实现这一想法。”马克总结说。
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3D打印：从想象到现实 [:1700398848]
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3D打印如何既环保又不浪费
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3D打印对环境的危害与制造过程和原材料没有一点儿关系，这一风险也是一个新的思维方式。3D打印使人们能够设计并制作任何他们所能想象的实体物品，但常言道，“天下没有免费的午餐”。一种生产工具产生的同时也会诱使人们浪费。
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几十年前，低成本激光打印机刚刚问世时并没有立刻促成无纸化办公，反而是廉价而又可广泛应用的打印技术使人们开始随便打印，造成浪费。同样，普遍存在的3D打印机可能导致更多垃圾的产生，人们可以随意制作物品，而这种制造的便捷性会造成浪费，但人们意识不到他们的行为所产生的下游成本。
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人们会建议工程师、裁缝甚至外科医生，在动手之前一定要多测量几次。当生产成本或风险很高时，设计师或工程师会一次又一次地测量和规划，以确保生产能够按计划进行。易于使用的设计软件和唾手可得的3D打印机很容易会使人们忽视环保。不幸的是，3D打印使某些易受影响的人产生了一种“非理性制作”的想法。
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我已经亲眼看到了非理性制作的影响。有一天早上我来到实验室，发现20多个打错的、形状类似的塑料品随意地摆在实验室3D打印机旁边的桌子上。原来这些垃圾的创造者是我的一个学生，他为了课程作业在实验室里熬了一晚上，疯狂地一遍遍打印有瑕疵的图纸。就像一位受挫的作家一页页扯掉不满意的作品，这位学生打印出一件设计作品，略微调整了设计图纸的尺寸后，又打印了一遍，希望下一个会比上一个打印效果更好。
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软件工程师通过编辑和数字形式的测试对未完成的比特码进行调制，但是编辑和重新编辑坏编码的过程并不会毁掉之前的原材料。它只是浪费了时间以及开发者的耐心，却并不会将垃圾桶填满这种畸形的塑料物品。
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由于3D打印机加快了原型机制造的进程，不环保的调试过程已成为一种人们可以真正触及的选择，至少对于一些小东西来说是如此。如果人们使用3D技术打印尚未成熟的设计理念，而不是先在计算机上模拟或测量两三次的话，他们的思路也许就是在调试而不是在设计了。目前对实体物品的调试既昂贵又费时，3D打印技术使人们可以很容易地通过打印测试他们的设计图纸，而这是他们之前只能通过手工雕刻或是大规模生产技术进行设计时做梦也想不到的。
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图11–5 失败的打印品：我们是不是在通过试验和纠错进行设计
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可以想象，如果你去任何一家允许学生或工程师无限制使用3D打印机的商店或实验室，那么任何一个桌面上都会堆满失败的3D打印试验品。但在某些情况下，当使用仿真软件不能很好地检查复杂的设计时，实物调试也是有好处的。随着设计的复杂化，即使是一位技术熟练的工程师也不可能仅仅通过盯着计算机显示器，就预测出打印出来的成品到底行不行。好的计算机建模软件能够辅助模拟一个设计对象的物理属性，但是仍然替代不了实物。
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