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萬物皆可印的 3D 列印，這次盯上了森林

作者 愛范兒 | 發布日期 2021 年 06 月 06 日 0:00 |

當環保越來越受重視，森林危機也引起更多人關注，包括 3D 列印的先驅者。

最近3D列印公司Desktop Metal製造出新技術，表示可3D列印出任何類型的「樹木」，且藉由廢物利用。不僅能回收更多垃圾廢物，還能藉由循環利用木材，減少人類砍伐。以前3D列印主要用各類塑膠和金屬材料列印，現在木頭也能成為列印材料了。

但3D列印的木桌、木椅、木碗，你敢用嗎？

3D列印的木桌、木椅、木碗都來了

新技術稱為Forust，也是Desktop Metal創立的子公司，專門營運新技術發展。技術藉由獲得專利的單程黏合劑噴射技術，可持續生產應用於木質零件。可持續性體現在Forust列印的原材料，這些材料全都是來自木材製造和造紙業的廢棄副產品。

Forust從木材製造收集纖維素粉塵，從造紙業收集木質素，這兩種材料透過高速3D列印，直接製造出木質成品。所以不是完全還原一整棵樹，而是列印出「模仿」真實樹木的產品。廢棄木料，從此也能成為精緻、美麗、有用的東西。

列印過程中，經特殊處理的鋸末會散開來，人們藉由CAD軟體及操作設計，讓無毒且可生物降解的樹脂黏合劑接合材料。

這能讓列印出的木材和傳統木材一樣的硬度和功能。特別的地方還在於，人們可用數位技術模仿任何類型的樹木紋理。只要在後台設計好木材列印的每層數據，就能隨心所欲印出紋理。可印出紫檀木、水曲柳、斑馬紋、烏木、桃花心木等，還支援各種木材染色劑，染成對應樹木的顏色。

Forust首席執行長Andrew Jeffery表示，Forust提供幾乎無限的設計靈活性，更接近真實樹木材質，並有更多創造自由。列印完成後，人們可按照傳統木製產品，打磨、鑽孔、染色、塗漆、拋光等。

目前，人們可使用Shop System機器或RAM 336製作木製品，有緊湊、高速、單程列印引擎等特點，很適合批量列印中小型木質零件，配備機械手臂的Forust3D列印工具最大能列印180×90×30公分的木製品。

Desktop Metals首席執行長Ric Fulop認為，這項技術各行各業都能用。如建築領域，可製造地板、屋頂；豪華內部裝修部件領域，可做汽車、遊艇及高級住宅有異國情調的稀有紋理裝潢素材；家具可做成櫥櫃、桌椅、門；家居用品可做成花盆、雕塑、相框、碗筷等。他們也展示一些設計樣品，包括各類家庭用品如器皿、碗、籃子、托盤。

Forust商店頁面，已可購買列印好的現成產品，第一批產品是瑞士工業設計師Yves B é har設計，但價格不便宜，一個托盤就要20美元（約新台幣552元）。隨著首批產品推出，Desktop Metal也為建築師、設計師、製造商提供木製產品生產的新方式。

高效、實用、可自由設計，當然最創新也最重要的是環保。

3D列印木頭真的環保嗎？

3D列印木頭的風潮才剛露頭角，無法有具體數據判斷結果。不過回到3D列印木頭本身看看影響性。

3D列印木材早在2013年，就有名為FormFutura的公司創造過類似產品，名為LAYWOO-D3，材料是40%再生木材，其餘部分是黏合聚合物，但更像木絲堆疊，缺乏真實紋理，密度也不夠。

之後幾年，也有麻省理工學院科學家開發實驗室培養的特殊木質細胞，弗萊堡大學研究人員開發環境友善的木質3D列印材料，但要不就是研究處於起步階段，要不就是產品很難和真實木材媲美。

Forust的確是具革新意義的改變。對環保的改變主要有以下三點：

一是用木材廢料再現原木品質和紋理，讓纖維素和木質素成為持續資產。

二是自由創建複雜或獨特的木材設計，可避免複雜木材設計的流線型生產。

三是按需生產，製造商、設計師甚至消費者都可提交自己的列印客製設計、訂購樣品和尋求大批量合作夥伴，並大規模、長期生產產品，最大程度減少材料浪費、現貨庫存，以及運輸污染。

第一點想法抓住森林砍伐的痛點，木材浪費是嚴重問題。The Balance網站報告指出，垃圾掩埋場所有垃圾有10%是木材廢料，2010年產生7,060萬噸城市木材廢料，且還在增長。Desktop Metal表示如果人們買3D列印的木製產品用壞了，還可回收，再列印成新產品。

他們希望木製產品壽命結束後，用戶有兩個選擇，一是像其他木製產品丟掉，將隨著時間推移生物降解，另一種就是藉Forust將材料重新用於未來產品。

我們的願景是創造真正的循環製造過程。

且這種技術讓可持續製造和具成本效益的木質產品，代替很多塑膠和聚合物，這樣也能減少各領域塑膠製品生產。不過回收木材廢料的成本還需要深究，紋理製造過程的精細程度、​​木材廢料多次利用後的品質，依然需要大量產品檢驗後才能確定。

第二、三點提到的生產過程，Forust也還有問題。如收集到廢棄木料後，轉化為木粉的過程，通常也需要消耗化石燃料等能源，如果使用木材廢料本身，廢料可能也會燃燒到膠水、油漆、有毒塗料等物質，然後將二氧化碳和毒素排入環境。

ZDNnet指出，從廢棄紙漿提取木質素，也要使用諸如二氧化硫、硫化鈉和氫氧化鈉等有害化學物質，或花費較高成本研磨後，透過二噁烷／水提取，然後用溶劑純化。所以將廢物木料變成可回收材料的過程，也有諸多破壞環境的部分。這也是可持續發展一直以來的挑戰──創建可持續的解決方案，通常也需要另一個不可持續的過程推動。

數據顯示到2027年，全球成品木製品市場將達1.8兆美元，需求下Desktop Metal是第一個將3D列印技術大規模商業化的公司。他們正將始於樹木的減法業，轉變為始於升級回收木材廢料的增材業。

不過未來是否實現Desktop Metal的願景，或他們願景只是商業鼓吹，還得持續觀望。

3D列印，還能給生活帶來什麼新改變？

列印玩具、列印鞋底、列印橋樑、列印房子、列印火箭……3D列印似乎無所不能。

這個出現在1990年代中期的技術，開始只是由電腦控制，快速把液體粉末等「列印材料」一層層疊加，然後把電腦藍圖變成實物的裝置。1986年，美國科學家Charles Hull開發第一台商業3D印刷機；1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利；2005年，市場首台高清晰彩色3D列印機Spectrum Z510面世。

當時人們對3D列印抱有無限期待和幻想。3D列印的確沒讓人失望，雖然速度發展並不快，但每次新成果足以令人耳目一新。如2010年11月，美國Jim Kor團隊列印出世界第一輛3D列印汽車Urbee，2011年6月6日，全球第一款3D列印比基尼出現，2011年7月，世界第一台3D巧克力列印機來了。

從建築、家居、美食、醫療到武器，3D列印在很多領域都開始運用。3D列印也曾視為引領第三次工業革命的技術，但3D列印風潮來得快去得也快。2016年左右，很多3D列印公司紛紛倒閉，AI和區塊鏈迎頭趕上。

風潮過後研究人員並未受影響，依然持續研究3D列印的新可能。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學研究人員以病人自身組織為原材料，3D列印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的「完整」心臟。當時這顆「心臟」可收縮，但無法像正常心臟一樣搏動泵血，去年明尼蘇達大學研究人員又藉由新型生物墨水加上3D列印技術，創建有腔室、心室、血管結構、可泵血的心臟。

生物3D列印，讓我們看到3D列印的無限潛力，雖然真正器官移植還需至少十幾年才能確認能否用於人體，但技術發展瞬息萬變。3D列印很多技術尚在研究，4D列印就興起了。4D列印其實就是3D列印技術升級，是將「可編程物質」和「3D技術」結合，讓3D列印物體有一定機械運動能力，能在外界刺激下改變形狀或結構。

這些「列印界」新技術，讓我們看到希望，不過依然感覺有點遙遠。而3D列印風潮後的企業，就在不斷嘗試讓3D列印技術更現實。

3D列印公司Icon和當地非營利組織New Story共同開發3D列印房屋，今年就有新主人：70歲高齡的流浪老人Tim Shea。這棟用混凝土3D列印房屋的造價只有1萬美元，低成本、便捷性、舒適性將為全球更多流浪人口帶來慰藉。

不過除房屋建造、生物組織等特定領域，大部分普及的3D列印材料，依然是金屬或塑膠等可黏合材料。最新的木製材料，讓我們又看到3D列印進入日常的可能。接下來，3D列印還將從單一列印材料走向多種材料並行列印，將讓3D列印機賦予產品更多元功能、更智慧的體驗、更複雜的系統。

這也將讓3D列印產品更貼近每個人的生活。

附圖：▲ Spectrum Z510。
▲ 3D列印汽車Urbee。

資料來源：https://technews.tw/2021/06/06/3d-printing-forust/

【まとめのまとめ】
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友達A夫婦が有名な
建築家に依頼して作った家は、

確かにお洒落だけど実際
暮らすのは不便だろうなあ
…と感じる物件だった・
アラサーの若い夫婦で
子供もこれからなのに
なぜか間取りは平屋の2LDK

・LDKは約25畳、

天井は高くて斜め、
アイランドキッチン

・窓が沢山、というか
LDKの壁の一面が全部
窓で天窓もある

・正方形の敷地の、道路に
面する手前半分を家屋と
車庫で塞いで奥半分が庭

その車庫に自動車は
一台しか入らないので、

私たちが訪問した時は
ご近所の貸してくれた空き地

(坂道を徒歩で三分の
ぼったところ)

に車を置くよう言われる

ちなみに斜面に沿って
階段状に家が並ぶ新興
住宅地の結構上の方

嫁は電動自転車があれば
充分というけど、

子供が出来たら車ないと
厳しそうな雰囲気

・収納はWIC1つだけ

・トイレ、脱衣所、風呂が
それぞれ普通の倍は広く、

浴槽の傍の壁は

庭を眺められるように
大きな窓を設置A嫁は

「ガーデニングして室内
　どこからでも庭を楽しめる
　ようにする」

とウキウキだったけど

共働きだとゆっくり庭を
いじる時間ないだろうし、

ガーデニング以前に
草むしりが大変だから

家屋を敷地の奥に建てて、

手前半分をコンクリ打って
駐車場にしといた方が
良かったんじゃないの?

LDKと水回りを半分に
して部屋と収納を多く
作った方がいいのでは?
と胸の中で色々突っ込んでしまった

もちろんそんなことは
絶対口に出さず、

普通にお祝い渡して帰った



でもその後会うと、住み
始めて一年もしない頃から
光熱費が高い、

冷暖房が効かない、
日差しが辛い、庭の草が
どんどん生えてキリが
ないと愚痴るようになった

子供が出来ると嫁用の車が
必要だけど置く場所がない、

買い物が大変、収納が
足りないと家の
問題点に後からじわじわ
気付き始めたみたい

よほど不便を感じたのか、

5年くらいで家を売ろうと
したけど不動産業者から

「個性的な家は維持管理が
　面倒だから買い手がつきにくい」

とはっきり言われて実際
全然売れないらしくて困ってる

今になって旦那の方が

「図面が出来上がった時に
　親からこんな暮らしにくい
　家を建ててどうすると言わ
　れて難癖つけるなと怒ったけど、

　親の言う通り普通の家を
　建てればよかった」

と嘆いてたけど高学歴の
賢い夫婦がなぜそれを
建てる前に気づけなかった
のか謎最近お邪魔したら、

家中あちこちに布を
垂らしたり広いLDKを
間仕切りや棚で細々
区切って雑然としてた

窓の高い部分は手が
届かないからガラスが汚れてるし、

庭は草が伸びっぱなし

一般的な規格から外れた
お洒落なデザインの家って、

それを維持するための
業者を雇ったりできる
余裕がある人しか建てる
もんじゃないな、

とつくづく思った



オンリーワンにこだわったのかね…

駐車場もだけど土地自体も
良いとは思えないし、

これからどうするんだろうね。



引っ越し先に賃貸を探してる時に、

そういう個性的な家を賃貸
サイトで見かけて、

気になってその後も
ちょくちょく覗いたけど、

半年建っても借り手がつい
てなかった

賃貸でさえそうなんだから、

購入する人はさらに少ない
んだろうな



みたいな家うちの近所にある

安藤忠雄の弟子が設計
したらしくて、

一般住宅とは思えないお
洒落さだけどそこの奥さんは

「見た目重視で生活を考え
　てないから毎日不便でたまらない。

　普通の建て売りが良かった」

と愚痴ってた

そこも子供が出来たら
引っ越して家を売りに
出したけど何年経っても
売れる気配がない

中に入った方の話では
段差が多くて階段に
手すりがなくて怖いとか、

換気扇がコンロから遠く
離れた場所について
換気扇の意味がないとか
ドリームハウスみたいな
構造らしくて



安藤忠雄だか、そこら辺の
高名な建築家が実際には
自分で住んでいるのは
普通の造りの家だって、

何かで読んだな。

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