蓋完房子之後，3D列印要來改建造森林了！有望拯救樹木、成永續環保新推手？
當環保越來越被重視，森林危機也引起了更多人的關注，而這群人當中，也包含了3D列印產業的先驅者們。
近日，3D列印公司Desktop Metal製造出了一種新工藝，他們表示 可以透過廢物利用的方式，3D列印出任何類型的「樹木」 。
如此一來，不僅能回收更多的垃圾廢物，還能透過木材的循環利用，減少人類對樹木的無盡砍伐。
先前，3D列印主要是以各類塑膠和金屬材料來列印，而如今，木頭也成為了列印材料。但這些3D列印出來的木製品，你敢用嗎？
3D列印的木製品將成環保推手
這項3D列印木材的新工藝，被稱之為「 Forust 」。
Forust同時也是Desktop Metal創立的子公司，它將專門經營這項新工藝的發展。而這項工藝，就是透過一種獲得專利的單程黏合劑噴射技術，將永續生產應用於木質零件上。
它的永續性體現在Forust列印的原材料，全部來自於木材製造和造紙產業的廢棄副產品。Forust從木材製造中收集纖維素粉塵，從造紙產業中收集木質素，這兩種材料將透過高速的3D列印，直接製造出對應的木質成品。
因此， 它並不是完全還原一整棵樹木，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、美麗且有用的物品。
在列印過程中，這些經過特殊處理的木屑會散佈開來，人們透過CAD軟體及操作設計，讓無毒且可生物降解的樹脂黏合劑把原材料連接在一起。如此一來，能讓列印出來的木材具備與傳統木材一樣的硬度和功能。
而特別的地方在於， 可以利用數位方式來模仿任何類型的木頭紋理 ，只要在後台設計好木材列印的每一層數據，就能印刷出想要的紋理。
它可以列印出紫檀木、水曲柳、烏木、桃花心木等各式木材紋理，還支援各種木材染色劑，染成對應的木頭顏色。
Forust執行長Andrew Jeffery表示，Forust提供了幾乎無限的設計靈活性。這讓它更接近真實的樹木材質，並且擁有更多的創造自由。
列印完成後，人們可以按照傳統木製產品那般，對它進行打磨、鑽孔、染色、塗漆、拋光等等。
目前，可以使用該公司的Shop System機器或RAM 336來製作木製品，它們具備緊湊、高速、單程列印引擎等特點，適合批量列印中小型的木質零件，而配備機械臂的Forust 3D列印工具最大能夠列印1800×900×300毫米的木製品。
Desktop Metals的執行長Ric Fulop認為， 這項製程將能應用於各行各業 。例如建築領域，可以製造地板、屋頂；豪華內裝領域，可以做汽車、遊艇以及高階住宅的內部裝潢；傢俱領域，可以做成櫥櫃、桌椅、門；家居用品方面，則能做成花盆、雕塑、相框、碗筷等等。
他們也展示出一些設計樣品，產品裡包含了各類家庭用品，如器皿、碗、籃子、托盤等等。
在Forust的商店頁面，現在已經可以購買現成的列印產品，第一批產品由瑞士工業設計師Yves Béhar設計，但價格並不便宜，一個托盤就要價20美元（約554元台幣）。
隨著第一批產品推出，Desktop Metal也為建築師、設計師、製造商提供了一條龍的新生產方式。 高效率、實用、可自由設計，且最重要的是——環保 。
3D列印木材真的環保嗎？
3D列印木頭的風潮才逐漸浮出水面，目前還無法透過具體的數據來判斷其結果，但仍可以回到3D列印木材本身來看看它的影響。
關於3D列印木材，早在2013年，一家名為「FormFutura」的公司便創造過類似產品，他們的產品名稱為「LAYWOO-D3」，原物料是40%的再生木材，其餘部分則是黏著聚合物，但它更像是堆疊在一起的木屑，缺乏真實紋理且密度也不高。
幾年過後，麻省理工學院的科學家在特殊實驗室裡培養出木質細胞，而德國弗萊堡大學的研究人員則開發出對環境友好的3D列印木質原料，但這些研究不是處於起步階段，就是難以媲美真實的木材。
因此，Forust的確帶來一項具有環保、革新意義的改變：
一、以木材廢料重現原木的品質和紋理，讓纖維素和木質素成為永續資產。
二、能自由創建複雜、獨特的木材設計，以避免特殊木材設計的流線型生產。
三、按設計師、製造商以及消費者的需求來生產，並且大規模、長期地生產這些產品，進而大幅度減少材料浪費、現貨庫存，以及運輸污染。
第一項變革抓住了森林砍伐的痛點，因為 木材浪費向來是一個嚴重的問題 。The Balance網站的報告曾指出，垃圾掩埋場中有10%是木材廢料，2010年產生了7,060萬噸的城市木材廢料，這個數字在爾後呈成長趨勢。
值得一提的是， Desktop Metal表示若人們購買的3D列印木製品損壞了，能夠再次回收並列印出新的產品 。
他們希望木製產品的壽命結束後，使用者將有兩個選擇，一是把它們像其他木製產品一樣丟棄，隨著時間推移而被生物分解，另一種則是透過Forust將材料重製為新的產品。
我們的願景是創造出一個真正的循環製造過程。
此外，這種工藝可以讓永續製造、具有成本效益的木質產品，代替時下許多類型的塑膠和聚合物，以減少各領域的塑膠製品。
不過，回收木材廢料的成本仍需深究，紋理製造的精細度、木材廢料多次利用後的品質，依舊需要經過大量的產品檢驗後才能確定。
而在第二、三點提到的生產過程中，Forust的執行層面仍待商榷。
例如， 收集到廢棄木料後並將它們轉化為木屑的過程，通常也需要消耗化石燃料等能源 ；若使用木材廢料本身，廢料中也可能會燃燒到膠水、油漆、有毒塗料等物質，進而 導致二氧化碳和毒素被排放到環境之中 。
新聞網站ZDNet也指出，從廢棄紙漿中提取木質素，也要使用諸如二氧化硫、硫化鈉和氫氧化鈉之類的有害化學物質，或採用成本較高的研磨後，透過二噁烷、水提取，最後在溶劑中純化。
因此，將廢棄木料轉化為可回收材料的過程中，也存在著許多破壞環境的因素。這也是永續發展一直以來存在的一項挑戰—— 創建一個永續的解決方案，通常需要另一個不永續的過程來推動它 。
根據數據顯示， 到了2027年，全球木製品市場預計達到1.8兆美元的規模 ，在這樣的需求之下，Desktop Metal將是第一個讓3D列印技術大規模商業化的公司。他們從樹木的減法產業中誕生，並升級為回收木材廢料的增材產業。
但未來是否真的能實現Desktop Metal的願景，還得持續觀望一段時間。
3D列印，還能為生活帶來哪些新變化？
列印玩具、鞋底、橋樑、房子、火箭……，3D列印技術似乎是無所不能的。
這項出現在20世紀90年代中期的技術，最初只是透過電腦控制，快速把液體、粉末等「列印材料」層層疊加，最後將電腦上的藍圖變成一個實物裝置。
1986年，美國科學家Charles Hull開發出第一台商業3D印刷機；1993年，麻省理工學院獲得3D印刷技術專利；2005年，市面上首台高清晰的彩色3D列印機 「Spectrum Z510」問世，這讓當時的人們，對3D列印懷抱著無限的期待和幻想。
而3D列印確實也沒讓人失望，雖然速度發展不快，但每次列印的成果也足以令人驚艷。
例如2010年11月，美國Jim Kor團隊列印出世界上第一輛3D列印汽車 「Urbee」；2011年6月，全球第一款3D列印的比基尼問世；2011年7月，世界上第一台3D巧克力列印機誕生。從建築、家居、美食、醫療到武器，3D列印開始應用於許多領域中。
3D列印也曾被視為引領第三次工業革命的技術，但這道風口來得快、去得也快。2016年左右，許多3D列印新創公司紛紛倒閉，AI和區塊鏈的勢頭再次迎頭趕上。
但這些研究人員並未受其影響，依然持續開發著3D列印的新可能——2019年4月15日，以色列特拉維夫大學的研究人員以病人的自體組織為原材料，透過3D列印創造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」可以收縮，但無法像正常心臟一樣傳輸血液。2020年，明尼蘇達大學的研究人員透過一種新型生物墨水，再加上3D列印技術，創建了一顆具有心室、血管結構且能夠輸血的心臟。
生物3D列印，讓人們看見3D列印依然存在著無限的潛力，雖然真正的器官移植至少還需要十幾年的時間，才可以確認能否應用於人體，但技術的發展是瞬息萬變的，許多3D列印技術尚在研究中，4D列印卻已冉冉升起。
4D列印，相當於3D列印技術的升級版， 將「可程式物質」和「3D技術」結合在一起，讓3D列印的物體具有一定的機械運動能力，可以藉由外界的刺激，發生形狀或結構上的改變 。
這些「列印界」的新技術，距離實踐仍有些遙遠，而這些3D列印企業也正不斷嘗試讓3D列印技術實現落地。
3D列印公司Icon與非營利組織New Story共同開發的一幢3D列印房屋，在今年已迎來新主人：一位高齡70歲的流浪老人Tim Shea。
這棟用混凝土3D列印的房屋造價只需1萬元美金，具備低成本、便利性及舒適性，將為全球更多的流浪人口帶來安身之地。
不過，除了房屋建造、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、塑膠等可黏合材料。
因此，最新的木質材料拓展了3D列印進入日常的可能。接下來，3D列印技術將從單一的列印材料，走向多元材料的混合列印，賦予3D列印機更多元的功能、更智慧的體驗以及更複雜的系統。這將讓3D列印的產品更加貼近每個人的生活。
本文授權轉載自：愛范兒
責任編輯：文潔琳