麻省理工学院研发回收塑料制造高强度建筑桁架技术

麻省理工学院的研究人员利用大规模增材制造技术，将回收塑料转化为可用于建筑的高强度地板桁架。这一创新展示了将一次性废弃物转变为永久性基础设施的潜力。

在测试中，这些由回收塑料制成的桁架承受了4000磅的压力，达到美国联邦住房标准承重要求的两倍。该研究由麻省理工学院工程学院的讲师AJ Perez领导，旨在为全球住房需求提供可持续解决方案。

Perez表示：“我们估计到2050年全球需要约10亿套新住房。如果用木材建造，需砍伐相当于三倍亚马逊雨林面积的森林。”他补充道：“关键是将脏塑料回收制成更轻、更耐用、更可持续的建筑材料。”

生产在麻省理工学院的Bates研究与工程中心进行，使用大型工业3D打印机每小时处理80磅材料。研究中的“墨水”由回收PET聚合物颗粒加入玻璃纤维制成，以增强强度和可打印性。

团队通过计算机模拟优化设计，确保地板在压力下保持刚性。优化后的模型借鉴了木材桁架的“梯子和三角形”图案，并在连接处增加加固节点提升稳定性。

在实际测试中，团队用四个8英尺长的塑料桁架组装了地板框架，每个桁架重13磅，比木材更轻。一台打印机可在13分钟内生产一个桁架，效率较高。

目前，这些3D打印的回收塑料桁架已满足美国建筑规范对刚度的要求，但成本仍需降低以与传统木材竞争。原型使用工厂废弃的塑料，团队正转向处理消费后废物，如未清洗的汽水瓶。

Perez指出：“我们开始探索处理和打印真正脏塑料的方法。问题是这些脏塑料有何用途，以及如何原样使用？”最终目标是开发可部署在集装箱内的“微型工厂”，就地处理塑料废物并快速生产房屋骨架。

这项研究发表在《Solid FreeForm Fabrication Symposium Proceedings》上，为利用回收塑料解决建筑需求和环境问题提供了新思路。