數百萬噸家庭塑膠垃圾 在德國變身3Ｄ列印線材

家庭塑膠廢棄物是全球日益嚴重的環保問題，德國的弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）正將數百萬公噸家庭塑膠垃圾轉化為高品質的3D列印線材，以滿足製造業對再生原料日益增長的需求。

科技媒體Interesting Engineering報導，在德國，塑膠廢棄物數量在2023年達到破紀錄新高：560萬公噸；其中僅不到三分之一可以回收再利用，大部分來自家庭垃圾中的一次性產品。弗勞恩霍夫製造技術與先進材料研究所(IFAM) 開發了一套系統，可將塑膠廢棄物轉化為3D列印用的線材。

據該項目經理德克·高德林斯基（Dirk Godlinski）表示，要滿足「嚴格的要求」是最大的挑戰，產製出的線材須符合純度、形狀與尺寸等標準。不來梅市立應用科學大學 (HSB) 教授希爾克·艾克哈德（Silke Eckhardt）提供了部分協助，她專研永續能源系統與資源效率。

艾克哈德在一份新聞稿中指出，回收消費性廢棄物比工業生產留下的塑膠殘渣更困難，因為這些材料不僅材質各異，「而且很髒」。

尤其是塑膠包裝物，大大增長了德國家庭塑膠垃圾的數量，其中大部分是一次性產品。艾克哈德的團隊接下了回收這些「難於處理的塑膠」用於製造業的任務。

為了應付這項挑戰，艾克哈德與研究人員在大學的實驗室處理回收廠的塑膠垃圾。他們將塑膠研磨、清洗，並使用沉浮分離法篩出不要的材料，並使用近紅外線技術識別、移除不適合的塑膠；最後將塑膠研磨至適當的顆粒大小，並成功達到99.8%的純度水準。

塑膠垃圾變身3D列印線材

高德林斯基表示，這些塑膠原料運回弗勞恩霍夫研究所後，他們再從中製造出「同質聚丙烯」；這是一種多用途的塑膠，耐用、不易破損，且相對柔軟。

高德林斯基說，專業技術包括在生產過程中精確調整各種機械螺絲、溫度、壓力和速度，使最終產品為同質聚丙烯；為了讓這項塑膠原料可用於3D列印，還必須製造出圓形、直徑0.002英吋且表面光滑的線材。研究團隊用它們成功列印出第一批包括蓋子等組件。

目前研究人員正在優化生產流程，高德林斯基表示，未來可在複合過程中融入玻璃纖維等添加物，進一步精煉這種塑膠材料，使它們能夠製造航空與汽車用零組件。

艾克哈德指出，增加對再生材料的利用十分重要，尤其是面對氣候變遷的挑戰，需考慮資源效率，「循環經濟變得越來越重要」。高德林斯基說，再利用和回收的廢棄物越多，就能節省更多的能源和資源。