3D 列印咖啡渣：轉化廢渣成創意作品
由丹尼爾·史特雷恩和尼古拉斯·戈達撰寫，科羅拉多大學波德分校
咖啡可以做很多事情：喚醒你、使你感到溫暖、減輕你的存在困擾。根據一項新研究，它也可以幫助減少 3D 列印的浪費。這是由科羅拉多大學波德分校 ATLAS 學院和電腦科學系的助理教授麥可·裏維拉領導的一個新專案的願景。他和他的同事們已經開發出一種方法，使用完全由舊咖啡渣、水和其他可持續材料制成的糊狀物來進行 3D 列印各種物體。該團隊已經嘗試使用咖啡渣製作珠寶、植物盆以及合適的咖啡杯。
這種技術很簡單，只需要進行一些修改，就可以在大多數低成本的消費級 3D 列印機上使用。“你可以用咖啡渣製作很多東西，”裏維拉說，“當你不再需要它時，你可以把它放回咖啡研磨機中再次使用渣滓進行列印。”該團隊在匹茲堡舉行的計算機協會設計互動系統會議上發表了他們的研究成果。對裏維拉來說這個專案是他的使命的一部分，他希望使 3D 列印更加可持續，讓藝術家、設計師、工程師和其他人能夠快速製作可觸控的原型和其他家居物品，同時不增加垃圾填埋場的負擔。
這個願景一如既往地始於一家咖啡店。當裏維拉還是卡內基梅隆大學的研究生時，他經常在匹茲堡的 Arriviste Coffee Roasters 咖啡店工作。咖啡店與當地的一個團體合作，將其用過的咖啡渣用於堆肥，但在 COVID-19 大流行期間，這是不可能的。咖啡渣開始堆積起來。“老闆告訴我，‘我不知道該怎麼處理它。所以我只能把它扔掉。’”裏維拉說。他加入了科羅拉多大學波德分校，並在 2022 年擔任博士後研究員。“我看著那些渣滓說，‘也許我可以用它們做些什麼。’”
減少塑膠浪費
裏維拉解釋說，如今市面上的大多數消費者級 3D 列印機都使用一些型別的熱塑膠進行列印。最常見的是聚乳酸，簡稱 PLA。這種材料理論上是可堆肥的，但只有一小部分堆肥設施會接受它。“如果你把它扔進填埋場，這也是大部分 PLA 的去處，它需要 1000 年才能分解，”裏維拉說。他意識到他可以同時解決幾個問題：減少塑膠垃圾、找到處理所有那些用過的咖啡渣的方法，並在過程中享受一些溫暖的咖啡。完成 3D 列印的咖啡物體後，你可以把它們放入研磨機中再次使用材料進行列印。
該團隊的方法相當簡單，裏維拉指出。他和他的同事們將乾燥的咖啡渣與他們在網上購買的兩種其他粉末混合在一起：纖維素膠和黃原膠。這兩者都是食品中常見的新增劑，容易在堆肥桶中分解。接下來，研究人員新增水。“你的目標就是得到花生醬的粘稠度，”裏維拉說。你不能直接將這種糊狀物載入 3D 列印機。首先裏維拉稍作修整，用塑膠管和填充著咖啡糊的注射器修改列印機。但該團隊的創作出奇地堅固。當幹燥後，咖啡渣材料的強度與無增強混凝土相當。“我們已經製造了大量的使用物品，”裏維拉說，“我們把它們摔了下來，它們還沒有破裂。”他看到將咖啡渣變成有形物體的許多潛力。例如，裏維拉曾用咖啡渣製作小型植物盆，可以用於種植番茄等酸性植物的苗木。當植物長高到足夠的時候，你可以把它們與盆一起種植在土壤中。該團隊還可以在咖啡渣中新增活性炭，製作能夠導電的零件，例如用於可持續電子產品的按鈕。
裏維拉指出，用咖啡渣進行列印可能永遠不會成為普遍的做法。相反，他將這個專案看作是一個向發現其他種類的可持續 3D 列印材料邁進的一步，這些材料有望有一天取代塑膠。
更多訊息：
Michael L. Rivera et al, Designing a Sustainable Material for 3D Printing with Spent Coffee Grounds, Proceedings of the 2023 ACM Designing Interactive Systems Conference (2023). DOI: 10.1145/3563657.3595983
來源：科羅拉多大學波德分校
引用：3D printing with coffee: Turning used grounds into caffeinated creations (2023, September 11) ，來自 https://techxplore.com/news/2023-09-3d-coffee-grounds-caffeinated-creations.html。本文僅用於訊息目的，任何私下研究或研究之目的的使用，未經許可不得複製。本內容僅供參考。
