高职生组队研发3D打印耗材回收装置 获多项专利

中青报·中青网记者 张渺

与传统的加工制造方式相比，3D打印是一种高效、灵活和个性化的制造方式，可以大幅度提高生产效率和产品质量，降低了成本和库存，将生产过程直接集成到设计过程中。然而，即便是正在成为未来制造业的重要发展方向之一的3D打印技术，也面临着耗材回收的问题。

去年3月，浙江机电职业技术学院现代信息技术学院单柯研、张家鹏等同学就面临着这个问题，他们最终找到了解决这个问题的方法。

在学校的创客空间里，学生们使用3D设备进行打印后，会产生一些金属或塑料耗材。如果不加处理，这些耗材就变成了垃圾甚至是危险的废料，既不环保，又易造成浪费。

“我们要响应国家低碳绿色环保理念，设计一款适用于国内市场需求的3D打印耗材回收装置，将PLA、ABS等废料回收成3D打印耗材实现循环利用！”这是几位同学坚持完成这件事的初始动机。

在一番沟通和筛选之后，学生们最终组成了11人的研发团队。成员来自现代信息技术学院、自动化学院、数字商贸学院等，涉及大数据技术与应用、计算机应用技术、电气自动化、商务数据分析与应用等多个专业。

从实验室画设计图，到打磨零件并反复调试应用测试……经过几个月的努力，“3D打印耗材回收装置”初号机终于研发成功。

这台设备可以把粉碎后的3D打印耗材热熔挤压成丝，降低资源消耗、减少碳排放量，促进循环经济模式下3D耗材的可持续利用发展。

然而，单柯研等人仍然对初号机的表现不满意，想再提升一下它的性能。二号机的研发在去年暑假开始了，新的目标是让这台设备能够“精准地识别不同种类的废料”。机械、电子、软件……利用专业技能，这些学生们在老师的指导下，不断试验，不断尝试。

项目创始人单柯研组装二代机传感器及驱动器驱动单元模块。浙江机电职业技术学院现代信息技术学院供图

“我们试过很多方法，设备能够正常运行，但是不太能精准识别和处理废料，常常会把不同种类的废料混在一起，或是分类错误，这就达不到我们智能分类精准回收的目标。有一段时间真的很困惑很无助。”团队成员刘澳侃说。

最后，他们利用高温和氧气的作用，将3D打印残留材料分解成原始材料，并通过一系列过滤和分离步骤，将耗材转化为可再利用的3D打印材料。二代机共拥有9大功能模块，包括拥有3D打印废料的破碎切割、可回收废料的切割、3D打印废料成分分析、3D打印废料回收效果的评估、3D打印耗材的质量保障、废料的恒温加热技术、待回收材料重塑均匀成型技术、成型耗材的可使用量评估、装置的安全维护与保障等。与初号机相比，基于热分解技术的设备成本降低60%以上，回收速度提高30%以上。

这台“3D打印耗材回收装置”二代机，已在学校增材制造学院3D打印实验室、学校创客空间学生工作室和杭州匣客科技有限公司进行试用。截至目前，该产品已申请软著3项，发明专利已受理2项，外观专利受理2项。

接下来，团队将不断改进和升级设备的性能和功能，同时还将继续与相关行业合作，将3D打印耗材回收设备推广到建筑、制造、医疗等领域，探索更广泛的应用领域。