保护我们的地球已经成为我们当前社会面临的主要挑战之一。但是，改变心态既困难又漫长，仍然有一些旨在保护地球资源的举措。事实上，相当多的人已经将增材制造作为一种解决方案。这是因为，根据定义，3D打印需要添加材料来构建零件，从而减少浪费量。正是从这个意义上说，它比其他制造方法更“绿色”。3D打印还可以在促进更循环的经济的同时，专注于本地生产。为了纪念地球日（2023年4月22日），为了帮助您更多地了解其中的一些举措，我们决定采取独创的方法，通过四个元素：地球、水、风和火。增材制造如何帮助保护它们？它是如何依靠这些资源来建设一个更可持续的世界的？以下是一些让我们的星球成为焦点的例子！
世界
TOVA，西班牙第一座用当地土壤建造的3D打印房屋
TOVA由巴塞罗那加泰罗尼亚高级建筑学院的一群学生和专业人士使用WASP的3D打印设备和Rhinoceros 3D的Grasshopper软件创建。为了建造它，他们将传统建筑与增材制造相结合，充分利用这两种工艺并将其应用于项目中。我们为什么对此感兴趣？建筑材料是完全可持续的：粘土和水。为了实现印刷用天然材料的完美混合，对土壤条件进行了研究。这使得找到粘土和水的正确混合物来塑造墙壁成为可能。此外，地质聚合物用于下部结构，木材用于屋顶。创作者们成功地以1:1的比例建造了一个3D打印的房屋原型，使用粘土和木材作为屋顶，并确保其具有耐候性。此外，这不仅是可持续的，房子的设计也是舒适和可持续的。
TECLA，一个用原始地球3D打印的生态可持续栖息地
TECLA是一个生态可持续的栖息地，在拉文纳的Massa Lombarda用当地的生土3D打印而成。由于建筑师Mario Cucinella和WASP之间的合作，它的创建成为可能，特别是依靠Crane WASP 3D打印技术。TECLA是一座由当地原土制成的碳中和的房屋，无需将建筑材料运至现场，同时也减少了浪费。它的形状在设计时考虑到了气候和纬度。对土壤混合进行了优化，以平衡热质量，并确保隔热和通风方面的最佳条件。TECLA面积约60平方米，分为带厨房的日间区域和带浴室的夜间区域。一些家具被整合到原始的泥土结构中，而另一些则被设计为在未来回收或重复使用。
水
使用3D打印处理Mar Menor的污水
水以海洋、湖泊、海洋、冰川、冰盖、河流等形式占地球表面的71%。不仅如此，它对我们地球的健康也至关重要。但尽管如此，我们还是面临着许多以水为中心的工业灾难，尤其是在污染方面。但3D打印似乎可以帮助解决这些问题。几年前，西班牙沿海咸水湖Mar Menor遭受了一场环境灾难，数千种生物因人为污染，尤其是农业化学物质的影响而死亡。事实上，极端的富营养化或藻类的大量生长杀死了85%的海草，反过来又杀死了由于缺氧和泻湖盐度变化而无法呼吸的鱼类。因此，清除污染物以恢复泻湖的健康至关重要。这就是增材制造的用武之地。在西班牙国家研究局（AEI）和欧洲区域发展基金（ERDF）资助的一个项目中，3D打印被用于制造设备，然后与合成的吸附性碳相结合，一种能够在其外表面或内表面以薄膜形式保持任何形式的分子以将其从水中去除的材料。这些测试取得了成功，证明污染物可以在24小时内清除，从而有助于长期大规模净化受污染的水域。
3D打印可以恢复珊瑚礁
我们的星球正面临的气候变化最严重的后果之一是，由于全球变暖和污染，世界各地的珊瑚礁遭到破坏。幸运的是，许多试图恢复海洋生态系统的举措如雨后春笋般涌现，这在一定程度上要归功于3D打印。例如，在香港，近年来有几个不同的项目用于修复海湾，包括D形和archiREEF，它们使用添加剂制造人工珊瑚礁。具体而言，archiREEF使用粘土对结构进行3D打印。增材制造是开发和实现这些生物吸引模块的基础。事实上，它能够使用复杂而灵活的设计，可以适应不同的海洋环境。此外，3D打印允许使用天然材料，在时间和成本方面也更方便科学家。通过恢复珊瑚礁，人类离解决海洋中的水污染又近了一步，因为这些生态系统对海洋的持续健康至关重要。
空气
通用电气正在使用3D打印消除空气中的二氧化碳
在拯救地球方面，许多3D打印项目也在以“空气”为主题实施，以帮助解决全球变暖问题。通用电气研究公司就是这样，该公司已转向增材制造，以创建一个可以从空气中提取二氧化碳的系统。负责该项目的研究人员与加州大学伯克利分校和南阿拉巴马大学的化学家和工程师合作。他们将3D打印热交换器技术与吸附材料相结合。这三个实体都贡献了自己的专业知识。通用电气研究公司负责提供3D打印的热交换器。没有提供关于所使用技术的信息。然而，考虑到通用电气提供的3D打印解决方案，这很可能是某种基于金属粉末的工艺。加州大学伯克利分校的研究人员专门从事吸附材料的开发和建模。与此同时，南阿拉巴马大学帮助选择了正确的材料。通用电气研究公司首席研究员兼材料物理和化学技术负责人David Moore表示，二氧化碳捕获系统可能成为能源行业脱碳的一种具有成本效益的大规模解决方案。
3D打印是改善风力涡轮机的关键
国家可再生能源实验室启动了另一个旨在减少空气污染和开发更可持续能源的项目。在这里，一组研究人员使用3D打印测试了现代化风力涡轮机叶片的生产。更准确地说，设计中使用了热塑性树脂系统。这允许结构被回收，这与由热固性材料制成的传统制造的涡轮机相比是不可能的。此外，根据新闻稿，3D打印的涡轮机更轻、更便宜，至少便宜10%。高效生产也是一个既定条件，因为生产的持续时间可以减少15%。最终，该项目的主要目标是通过新技术减少温室气体排放。鉴于全球变暖的加剧，可再生能源变得越来越重要，因此像这样的项目尤为重要。
火
加州3D打印耐火房屋
在美国加利福尼亚州，许多火灾继续发生，摧毁了房屋和周边地区。值得注意的是，全球变暖导致了夏季无法控制的大火，并使该州的消防员保持警觉。在距离旧金山300公里的雷丁市，平均每年有100多起火灾。但美国3D打印公司Emergent3D希望纠正这种情况。为此，该公司开发了一种3D打印的防火房屋，在发生火灾时可以保护人们。这栋房子超过100平方米，有几个房间，包括3间卧室和2间浴室。对于这种材料，使用了由COBOD和CEMEX开发的D.fab混凝土溶液，并在COBOD的BOD2打印机的帮助下打印。事实上，这座耐火房屋是由雷丁市自己出资建造的，目的是在更广泛的范围内建立这项技术。总的来说，其中七栋房子将在雷丁印刷。虽然这并不完全是保护地球的一种方式，但我们将其列入了地球日排名，因为这是解决火灾造成的问题的一种方法，这些火灾由于全球环境问题而失控。
Axle Box的3D打印无人机帮助扑灭野火
Axle Box Innovations是一家公共安全技术开发商，它正在利用增材制造来支持用于消防管理和保护的3D打印无人机的开发。随着美国和其他国家野火的威胁越来越大，消防员越来越依赖增材制造等创新技术来准确了解情况。为了解决这个问题，Axle Box转向3D打印，以帮助解决制造防火无人机的强度、速度和成本障碍。
Axle Box的工程师开发了一种耐热无人机，该无人机由高温尼龙制成，核心为25%碳纤维，将用于无人机的机身中部和侧盖。这种材料可以制造重量轻、坚固的无人机机身，这是飞行和安全应用的关键部件。Axle Box选择Essentium的HSE 3D打印机进行制造，该打印机使用独立的双挤压系统和细丝。这项技术改变了轴箱的制造车间，能够在不到四周的时间内从设计到生产。这项创新技术将使急救人员受益匪浅，并有助于应对日益严重的野火威胁。
无论如何，通过这些不同的例子可以清楚地看到，3D打印正在为技术和可持续性的融合铺平道路。
