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3D打印：从想象到现实 [:1700398840]
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3D打印：从想象到现实 第11章 3D打印：让制造业不再有污染
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蔚蓝的天空下，一个戴着圆顶硬礼帽和墨镜的男人迎着灼人的阳光站在一片广阔的沙质平原上，他旁边是一个闪闪发光的金属装置，大概有一个小城市公共汽车站的大小。机器顶部是两块黑色太阳能电池板，附近的一个小型金属布帐篷就是他的移动办公室。
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他蹲在一个类似打开的公文包的东西面前，耐心地解开里面冒出的一堆颜色鲜亮的电线。身后的大量沙丘更突显了他身着的阳光下耀眼的白色衣服。
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当他将公文包里的电线摆放妥当后，就将公文包与机器相连。机器的金属框架与覆盖铝箔的线轴连接在一起，使人联想起《绿野仙踪》里铁皮人的膝关节和肘关节。
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当太阳能电池板发电时，机器的齿轮开始转动。一个厚矩形玻璃片通过一只可调手臂连接在金属框上，这是一个巨大的放大镜，它的镜头将太阳光聚焦成一束强光。
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他利用这个可移动手臂调整放大镜，将光束对准一个满是沙子的平底锅。他把笔记本电脑跟机器相连，坐下来观察会发生什么。机器的手臂将镜头来回移动，对准光束焦点的沙子开始冒泡并熔化了。就像观看熔岩熔池的延时拍摄视频一样，在这个过程中，沙子的温度加热到了1 500摄氏度左右。
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图11–1
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注：马库斯·凯泽使用太阳能启动这台3D打印机，打印机通过一个巨大的透镜折射阳光，从而将沙子熔化成形。这里是摩洛哥沙漠，但这一幕可能发生在任何一个日照强烈和沙子丰富的地方。
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图片来源：Markus Kayser
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巨大的放大镜有条不紊地描绘出一个圆形，这个圆形慢慢地变成一个三维形状。熔化的沙子冷却并凝固，又有新的沙子堆积在上面。机器继续工作，将新一层沙子熔化在冷却凝固的沙子上面。最终，他从沙床里拿出一个大的碗状物，并宣告工作完成。
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一辆白色的卡车迎面开来，一群戴着包头巾的人迅速将机器装入吉普车后备箱。这位神秘的沙子炼金术士一跃跳上车，他的圆顶硬礼帽紧紧地戴在头上，他的衣服依旧是一尘不染的白色。当车驶向远方，这片沙地平原恢复了平静，好像刚才的制造过程没有发生过一样。
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沙漠的这一幕发生在摩洛哥，这名男子是马库斯·凯泽，那台机器就是太阳能3D打印机，马库斯称之为“太阳能烧结器”。在绿色制造的示范过程中，太阳能3D打印机的原材料就是沙漠里的沙子，机器附带的放大镜把这些沙子熔化成玻璃。
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马库斯这样描述：“在这项试验过程中，使用3D打印生产玻璃制品的原始能源是阳光，原材料是沙子。该过程融合了高新生产技术以及自然能源和材料。”这个视频我看了很多遍，我被那静谧广阔的沙漠、冒着气泡的沙子以及耀眼的阳光深深吸引。
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太阳能烧结器的生态设计非常巧妙，它的运转动力来自太阳能，打印机的“激光器”是汇聚的阳光，它的原材料是地球上最常见的天然物质 —沙子。沙子熔化后就变成玻璃，一种坚固且用途广泛的材料，制造过程并不需要额外化学添加剂或胶水。如果打印的玻璃品被丢弃在沙漠里，经过循环最终还是会变成沙子。
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当我观看视频的时候，我意识到太阳能烧结器也许就是自我孩童时起就冥思苦想的一个问题的答案。我在以色列长大，一个拥有丰富沙土的平原国家。在沙漠上修建公路造价高且困难，沙土地基一点儿也不稳定，同时由于沙子会流动，会被风四处吹散，道路会被掩盖，最终也就不成路了。
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当我还是个孩子的时候，我就想知道政府为什么不把沙漠中的沙子熔化成坚硬的马路，有些类似于“玻璃之路”，这样汽车就能在上面驶过。想象一下，如果将马库斯的太阳能烧结器装上车，配上全球定位系统，再开到沙漠地区打印马路，也许一位人类“老板”就能够监管这些太阳能烧结器的“雇员们”。流沙将不再是一个问题，相反，松散的沙子可以作为有用的原材料制成玻璃公路。美国国家航空航天局正在探索利用月球的沙子在月球上进行类似的3D打印。
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在理想世界里，所有的制造过程都如太阳能烧结一样环保。不幸的是，目前大多数制造过程都以石油为动力能源。工厂和全球的运输网络（称为供应链）留下了庞大的碳足迹，排放了大量的温室气体。
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制造过程仅仅是问题的一部分，垃圾是大规模生产对环境造成的另一种灾难性副作用。廉价而丰富的大规模生产的产品一般生产了就要被丢弃，问题是丢弃了却没有消失。玻璃和废纸可以回收，但大多数大规模生产的塑料却不能回收，也不可能被降解回归环境。一次性的塑料产品会存在几十年，流入填满垃圾回收站，并污染我们的海洋。
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3D打印技术为我们提供了一种更清洁、更环保的产品制造方法。没有一项技术天生就是环保的，重要的是如何使用它。
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两个塑料玩具的故事
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如果有人递给你两个同样大小的塑料玩具，一个是大规模生产的，一个是3D打印的，你能否猜出哪个玩具的制作过程对环境造成的污染更小？很多人都会直接得出结论：3D打印的塑料玩具比大规模生产的塑料玩具更环保。你同意吗？
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