當(dāng)環(huán)保越來越被重視，森林危機(jī)也引起了更多人的關(guān)注，這群人，同樣包括了 3D 打印行業(yè)的先驅(qū)者們。
最近，3D 打印公司 Desktop Metal 就制造出了一種新工藝，他們表示可以 3D 打印出任何類型的「樹木」，而且是通過廢物利用的方式。
由此，不僅能回收更多垃圾廢物，還能通過循環(huán)利用木材，減少人類對(duì)樹木的無盡砍伐。
此前，3D 打印主要都是用各類塑料和金屬材料來打印，現(xiàn)在，木頭也可以成為打印材料了。
但是，3D 打印的木桌、木椅、木碗，你敢用嗎？
3D 打印的木桌、木椅、木碗都來了
這個(gè) 3D 打印木材的新工藝，被稱為 Forust。
Forust 同時(shí)也是 Desktop Metal 創(chuàng)立的子公司，它將專門運(yùn)營這項(xiàng)新制造工藝的發(fā)展。
而這項(xiàng)工藝，就是通過一種獲得專利的單程粘合劑噴射技術(shù)，將可持續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用到了木質(zhì)零件上。
它的可持續(xù)性體現(xiàn)在，F(xiàn)orust 打印的原材料，全都是來自木材制造和造紙行業(yè)的廢棄副產(chǎn)品。
Forust 從木材制造中收集纖維素粉塵，從造紙行業(yè)中收集木質(zhì)素，這兩種材料將通過高速的 3D 打印，直接制造出對(duì)應(yīng)的木質(zhì)成品。
所以它不是完全還原一整棵樹木，而是打印出「模仿」真實(shí)樹木的產(chǎn)品。
廢棄木料，從此也能成為精致、美麗、有用的東西。
打印過程中，這些經(jīng)過特殊處理的鋸末會(huì)散布開來，人們將通過 CAD 軟件及操作設(shè)計(jì)，讓無毒且可生物降解的樹脂粘合劑將原材料連接在一起。
這能讓打印出的木材，具有和傳統(tǒng)木材一樣的硬度和功能。
特別的地方還在于，人們可以用數(shù)字方式，模仿任何類型的樹木紋理。
只要在后臺(tái)設(shè)計(jì)好木材打印的每一層數(shù)據(jù)，就能印刷出隨心所欲的紋理。
它可以打印出紫檀木、水曲柳、斑馬紋、烏木、桃花心木等各種木材紋理，還支持各種木材染色劑，染成對(duì)應(yīng)樹木的顏色。
Forust 首席執(zhí)行官 Andrew Jeffery 表示，F(xiàn)orust 提供了幾乎無限的設(shè)計(jì)靈活性。
這也讓它更接近真實(shí)的樹木材質(zhì)，并且還有了更多創(chuàng)造的自由。
打印完成后，人們就可以按照傳統(tǒng)木制產(chǎn)品那樣，對(duì)它進(jìn)行打磨、鉆孔、染色、涂漆、拋光等等。
目前，人們可以使用該公司的 Shop System 機(jī)器或 RAM 336 來制作木制品，它們具有緊湊、高速、單程打印引擎等特點(diǎn)，很適合批量打印中小型木質(zhì)零件，而配備機(jī)械臂的 Forust 3D 打印工具最大能夠打印 1800 x 900 x 300 毫米的木制品。
Desktop Metals 的首席執(zhí)行官 Ric Fulop 認(rèn)為，這項(xiàng)工藝將能被利用到各行各業(yè)。
比如建筑領(lǐng)域，可以制造地板、屋頂；豪華內(nèi)置部件領(lǐng)域，可以做汽車、游艇以及高端住宅具有異國情調(diào)的稀有紋理部件；家具領(lǐng)域，可以做成櫥柜、桌椅、門；家居用品上，則可以做成花盆、雕塑、相框、碗筷等等……
他們也展示了自己的一些設(shè)計(jì)樣品，產(chǎn)品里包括了各類家庭用品，比如器皿、碗、籃子、托盤。
在 Forust 的商店頁面，現(xiàn)在已經(jīng)可以購買他們打印出來的現(xiàn)成產(chǎn)品，第一批產(chǎn)品是瑞士工業(yè)設(shè)計(jì)師 Yves B é har 設(shè)計(jì)的，但價(jià)格并不便宜，一個(gè)托盤就要 20 美元（約合人民幣 127 元）。
隨著首批產(chǎn)品落地推出，Desktop Metal 也為建筑師、設(shè)計(jì)師、制造商都提供了一條木制產(chǎn)品生產(chǎn)的新方式。
它高效、實(shí)用、可自由設(shè)計(jì)，當(dāng)然最創(chuàng)新也最重要的是環(huán)保。
3D 打印木頭真的環(huán)保嗎？
3D 打印木頭的風(fēng)潮還小荷才露尖尖角，無法通過具體的數(shù)據(jù)來判斷它的結(jié)果。
不過，我們可以回到 3D 打印木頭本身來看看它的影響。
關(guān)于 3D 打印木材，早在 2013 年，就有一家名為 FormFutura 的公司創(chuàng)造過類似產(chǎn)品，他們的產(chǎn)品名為 LAYWOO-D3，材料是 40% 的再生木材，其余部分是粘合聚合物，但它更像是木絲的堆疊，缺乏真實(shí)紋理，密度也不夠。
之后幾年，也有麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們開發(fā)了特殊的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的木質(zhì)細(xì)胞，弗萊堡大學(xué)的研究人員開發(fā)了環(huán)境友好型的木質(zhì) 3D 打印材料，但它們要不就是研究處于起步階段，要不就是產(chǎn)品很難和真實(shí)木材媲美。
Forust 的確是一個(gè)具有革新意義的改變。
具體來說，它對(duì)環(huán)保的改變主要有以下三點(diǎn)：
一是用木材廢料再現(xiàn)原木的品質(zhì)和紋理，讓纖維素和木質(zhì)素成為持續(xù)資產(chǎn)。
二是自由地創(chuàng)建復(fù)雜或獨(dú)特的木材設(shè)計(jì)，可以避免復(fù)雜木材設(shè)計(jì)的流線型生產(chǎn)。
三是按需生產(chǎn)，制造商、設(shè)計(jì)師甚至消費(fèi)者都可以提交自己的打印定制設(shè)計(jì)、訂購樣品和尋求大批量合作伙伴，并且大規(guī)模、長期地生產(chǎn)這些產(chǎn)品，從而最大程度地減少材料浪費(fèi)、現(xiàn)貨庫存，以及運(yùn)輸污染。
第一點(diǎn)想法抓住了森林砍伐的痛點(diǎn)，木材浪費(fèi)是一個(gè)嚴(yán)重的問題。
The Balance 網(wǎng)站報(bào)告曾指出，垃圾填埋場中的所有垃圾有 10% 是木材廢料，2010 年產(chǎn)生了 7060 萬噸城市木材廢料，這一數(shù)字在之后呈增長趨勢。
值得一提的是，Desktop Metal 表示如果人們買了 3D 打印的木制產(chǎn)品用壞了，還可以再次回收，再打印出新的產(chǎn)品。
他們希望木制產(chǎn)品壽命結(jié)束后，用戶將有兩個(gè)選擇，一是把它們像其他木制產(chǎn)品一樣丟掉，它們將隨著時(shí)間推移而被生物降解，另一種就是通過 Forust 將材料重新用于未來的產(chǎn)品。
我們的愿景是創(chuàng)造一個(gè)真正的循環(huán)制造過程。
而且，這種工藝可以讓可持續(xù)制造和具有成本效益的木質(zhì)產(chǎn)品，代替當(dāng)下很多類型的塑料和聚合物，這樣也能減少各個(gè)領(lǐng)域的塑料制品的生產(chǎn)和使用。
不過，回收木材廢料的成本還需要深究，紋理制造過程的精細(xì)程度、木材廢料多次利用后的品質(zhì)，依然需要大量產(chǎn)品檢驗(yàn)后才能確定。
而在第二、三點(diǎn)提到的生產(chǎn)過程上，F(xiàn)orust 也有地方值得質(zhì)疑。
比如，收集到廢棄木料后，將它們轉(zhuǎn)化為木粉的過程，通常也需要消耗化石燃料等能源，如果用的是木材廢料本身，廢料中可能也會(huì)燃燒到膠水、油漆、有毒涂料等物質(zhì)，然后將二氧化碳和毒素排入環(huán)境之中。
另外，ZDNnet 還指出，從廢棄紙漿中提取木質(zhì)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(xué)物質(zhì)，或者花費(fèi)較高成本研磨后，通過二惡烷/水提取，然后在溶劑中純化。
所以，將廢物木料變成可回收材料的過程中，也存在著諸多破壞環(huán)境的部分。
這也是可持續(xù)發(fā)展一直以來存在的一個(gè)挑戰(zhàn)創(chuàng)建一個(gè)可持續(xù)的解決方案，通常也需要另一個(gè)不可持續(xù)的過程來推動(dòng)它。
數(shù)據(jù)顯示到 2027 年，全球成品木制品市場預(yù)計(jì)將達(dá)到 1.8 萬億美元，而在這樣的需求之下，Desktop Metal 是第一個(gè)將 3D 打印的技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化的公司。
他們正將始于樹木的減法行業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)槭加谏?jí)回收木材廢料的增材行業(yè)。
不過未來是否真的能實(shí)現(xiàn) Desktop Metal 的愿景，或者他們所說的愿景只是一種商業(yè)鼓吹，還得持續(xù)觀望。
3D 打印，還能給生活帶來什么新改變？
打印玩具、打印鞋底、打印橋梁、打印房子、打印火箭……3D 打印似乎無所不能。
這個(gè)出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 90 年代中期的技術(shù)，最開始只是通過電腦控制，快速把液體粉末等「打印材料」一層層疊加，然后把電腦上的藍(lán)圖，變成一個(gè)實(shí)物裝置。
1986 年，美國科學(xué)家 Charles Hull 開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè) 3D 印刷機(jī)；1993 年，麻省理工學(xué)院獲 3D 印刷技術(shù)專利；2005 年，市場上首個(gè)高清晰彩色 3D 打印機(jī) Spectrum Z510 面世。
▲Spectrum Z510, 圖片來自：Spectrum Z510
當(dāng)時(shí)的人們，對(duì) 3D 打印抱有著無限的期待和幻想。
3D 打印的確也沒讓人失望，雖然速度發(fā)展并不快，但每次打印的成果也足以令人耳目一新。
比如 2010 年 11 月，美國 Jim Kor 團(tuán)隊(duì)打印出了世界上第一輛 3D 打印汽車 Urbee，2011 年 6 月 6 日，全球第一款 3D 打印的比基尼出現(xiàn)，2011 年 7 月 ，世界上第一臺(tái) 3D 巧克力打印機(jī)來了。
▲ 3D 打印汽車 Urbee
從建筑、家居、美食、醫(yī)療到武器，3D 打印在很多領(lǐng)域都開始運(yùn)用起來。
3D 打印也曾被視為引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的技術(shù)，但 3D 打印的風(fēng)口來得快去得也快。
2016 年左右，很多 3D 打印初創(chuàng)公司都紛紛倒閉，AI 和區(qū)塊鏈的風(fēng)口又迎頭趕來。
風(fēng)口過后的研究人員并未受其影響，依然在沉著持續(xù)研究 3D 打印的新可能
2019 年 4 月 15 日，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D 打印出了全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的「完整」心臟。
當(dāng)時(shí)這顆「心臟」可以收縮，但無法像正常心臟一樣搏動(dòng)泵血，去年明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員又通過一種新型生物墨水加上 3D 打印技術(shù)，創(chuàng)建了具有腔室、心室、血管結(jié)構(gòu)的，可以泵血的心臟。
生物 3D 打印，讓我們看到了 3D 打印依然存在的無限潛力，雖然真正的器官移植，還至少需要十幾年的時(shí)間，才能確認(rèn)能否應(yīng)用于人體，但技術(shù)的發(fā)展是瞬息萬變的。
3D 打印很多技術(shù)尚在研究中，4D 打印已經(jīng)興起了。
4D 打印其實(shí)也相當(dāng)于 3D 打印技術(shù)的升級(jí)，它就是將「可編程物質(zhì)」和「3D 技術(shù)」結(jié)合在一起，讓 3D 打印的物體具有一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能力，能在外界刺激下發(fā)生形狀或結(jié)構(gòu)的改變。
這些「打印界」的新技術(shù)，讓我們看到了希望的苗頭，不過依然感覺它們離當(dāng)下有點(diǎn)遙遠(yuǎn)。
而 3D 打印風(fēng)口過后的企業(yè)，就在不斷嘗試讓 3D 打印的尖端技術(shù)變得更加落地。
3D 打印公司 Icon 和當(dāng)?shù)氐姆菭I利組織 New Story 共同開發(fā)的一幢 3D 打印房屋，今年就已經(jīng)有了他的新主人一個(gè) 70 歲高齡的流浪老人 Tim Shea。
這棟用混凝土 3D 打印房屋的造價(jià)只有 1 萬美金，它的低成本、便捷性、舒適性，還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(lǐng)域，大部分普及的 3D 打印材料，依然是金屬或塑料等可粘合材料。
最新的木制材料，讓我們又看到了 3D 打印進(jìn)入日常的可能。
接下來，3D 打印還將從單一的打印材料，走向多種材料的并行打印，它將讓 3D 打印機(jī)賦予產(chǎn)品更多元的功能、更智能的體驗(yàn)、更復(fù)雜的系統(tǒng)。
這也將讓 3D 打印的產(chǎn)品更加貼近每個(gè)人的生活。
