3D打印:一项能同时造福穷国和富国的制造技术
每年夏天，西雅图格林湖公园都举行划船比赛。参加该比赛的船只必须由废旧塑料牛奶瓶制成，因此，该比赛成为一艘艘牛奶瓶拼装船的大集合。今年，有一艘船脱颖而出：来自华盛顿大学工程学院的参赛船看起来就跟一艘真的船一样。该船的制作人Matthew Rogge, Bethany Weeks和Brandon Bowman把塑料牛奶瓶弄碎并融化，然后用3D打印机打印出了这样一艘塑料船。
尽管来自华盛顿大学的这艘船最后只拿了二等奖，但毫无疑问，明年该项比赛的规则会变得更加严格。不过，他们在另外一个更加重要的比赛中拿了大奖。2012年10月19日，在一个名为Techfortrade慈善机构组织的“3D4D挑战赛”中，他们赢得了10万美元的奖金。
3D打印技术是当前的一个热点。该技术有好几种类型，可使用不同的材料作为“墨”。使用最广的一个工艺(也是华盛顿大学三个学生用的这种)就是利用融化的塑料拉成丝来制造产品。华盛顿大学代表队制造的船用的就是牛奶瓶的高密度聚乙烯。打印机喷嘴在被打印物体上重复同一个路径，每次都留下一个塑料的痕迹，由此产生了3D结构。
如今，制造商非常重视3D打印技术，并把它作为切割、弯曲、压铸和塑造的备选技术。它同时还是电脑迷的一项新兴爱好。但迄今为止，该项技术还没有被用于造福贫穷国家，改善那里老百姓的日常生活。
Matthew Rogge, Bethany Weeks和Brandon Bowman这三位年轻人就打算把他们获得的10万美元奖金用来做这件事。他们打算成立一家公司，和一家名为“人类之水”(Water for Humans)的慈善机构合作，生产堆肥厕所和雨水收集器。他们还希望能找到贫穷国家当地的企业家进行合作，对他们进行3D打印机使用和维护的相关培训。
一旦该技术在厕所和雨水收集器上开始使用，就能推广到其他产品上。当地企业比较了解当地的需求内容和数量，以此来决定是否值得生产，这样一来，整个过程就实现了商业化。但是，打印机使用的软件和产品的设计图是开源的，对所有人开放，以此加快该技术的推广。这一项目很快将在墨西哥的瓦哈卡州进行试点。
这三人所用打印机的关键一点就是它很好地结合了大小和价格的优势。电脑发烧友用的打印机往往不是很贵，但是很小。很多人觉得用这种打印机没法制作比咖啡杯大的东西。而工程公司用的打印机又造价很高，且不屑于去生产牛奶瓶塑料船那样大小的产品。
这三人的打印机是用一个二手电脑控制的等离子切割器(一个用于切割钢材的设备)制作的。因此，他们可以把塑料融化成薄薄的蒸汽状，并根据要求喷射。他们可以制造出体积最大为2.5米×1.2米×1米的物体。他们小船的零件都是用这个台式3D打印机打印的。
同时，“墨”也很便宜。高密度聚乙烯和垃圾一样普通，很多都直接被扔进垃圾厂。Rogge说，如果他和他的同学用商业塑料丝打印他们的船，那造价会高达800美元，而他们用了250个干净的空牛奶瓶，最后只花了3.2美元。
但是，这里还存在一些技术问题，如高密度聚乙烯冷却后会收缩。因此，学生们正忙着设计能打印更快速的第二个原型，让塑料层喷出的同时马上冷却。他们还在进行其他冷缩性较弱的废塑料实验。只有等打印机真正面市和定价后才能知道它在大批量生产中的表现是否有竞争力。例如，Rogger怀疑，用3D打印机打印一个用牛奶瓶制成的水桶的价格永远不可能低于工厂的规模生产价格。
3D打印船算是一个重大发明。“3D4D挑战赛”的一个评委表示，西非地区的很多小船常常用树木制成，而林业资源正在不断枯竭。如果这些船能用废弃塑料来制造，将对环境问题产生一箭双雕的效果：不仅稀有物种得到了保护，垃圾也得到了有效利用。
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