这家获奖的3D打印耗材企业如何玩转废弃物回收料？

AM易道材料分享

最近，一家西班牙的公司Smart Materials 3D凭借其SMARTFIL ECO系列材料，获得了2025年Formnext可持续发展奖的提名。

这家公司专注于将农业工业废弃物转化为高性能3D打印材料，其创新不仅体现在材料本身，更在于建立了完整的循环经济模式。

从废弃物转化成资源

Smart Materials 3D扎根在西班牙的哈恩省。

它有超过63万公顷的橄榄树，是西班牙近一半橄榄油的产地。

这带来一个副产品：

每年数十万吨堆积如山的橄榄核。

橄榄核这种硬质、生物质的废弃物，如果不进行处理，通常只能被丢弃或作为便宜燃料烧掉。

在传统处理方式中，这些废弃物不仅未能发挥价值，燃烧过程还会产生额外的碳排放。

核心技术：微粉化与复合工艺

Smart Materials 3D的思路是：

先对橄榄核进行干燥、微粉末化（micronize），然后与 PLA 进行复合。

这个过程至关重要，因为在FDM打印中，复合材料的颗粒尺寸和分布均匀性直接决定了线材挤出和打印过程中的稳定性以及最终部件的力学性能和表面质量。

第一步首先是干燥和微粉末化。

像橄榄核这种全都是生物质材料，天生具有强亲水性。

如果干燥不彻底，残留的水分会在FDM或LFAM打印机的热端里瞬间气化，造成材料喷溅、模型内部产生空洞，层间结合力急剧下降。

这不只是不好看的问题，而是直接导致材料失效。

而粉碎更是核心。

这些有机或无机废料，在复合材料里扮演的是填料的角色。

填料的粒径分布和形貌，将直接决定材料的流变性和最终的机械性能。

对于FDM来说，0.4mm的喷嘴是家常便饭。

所以填料粒径必须远小于这个尺寸，并且分布均匀。

颗粒也不能过小，过小则会因团聚效应(agglomeration)反而降低材料流动性。

颗粒过大会导致喷嘴堵塞和挤出力激增；

而且过大的颗粒会成为材料内部的应力集中点，让打印件变得更脆。

第二步：界面相容性处理

其次，也是最关键的复合与界面改性。

这才是真正的黑匣子。

面对的是两大阵营的结合：

亲水性的有机填料（如木质纤维素）和疏水性的PLA基体。

强行把它们混在一起，在微观层面难以真正粘合的。

填料和基体之间会存在大量的微观缝隙，这就是相容性问题。

结果就是，材料的拉伸强度、冲击韧性会远低于纯PLA。

这通常需要使用偶联剂或者对填料表面进行改性处理，在PLA大分子和填料表面之间架桥，实现化学键合或物理缠绕。

多样化填料的性能挑战与美学价值

除了橄榄核，SMARTFIL ECO系列现在已经扩展到了牡蛎壳、咖啡渣、软木、松木粉和螺旋藻等多种有机废弃物。

每一种废弃物都有其独特的成分和结构，这就要求针对性地调整复合配方和工艺：

先看牡蛎壳：

牡蛎壳的主要成分是碳酸钙（CaCO3）。

在聚合物工业里，碳酸钙是一种再常见不过的无机矿物填料，作用是增加材料的刚性、耐热性、尺寸稳定性，并降低成本。

Smart Materials 3D本质上是从餐厅的垃圾堆里找到了一种生物来源的、高纯度的、天然预结晶的碳酸钙。

当这种材料被打印出来，它天然就带有一种哑光的、非塑料的质感，并且密度和手感都更重。

这对于家具、灯具和装饰品的设计师来说，是极具吸引力的。

其应用在米兰Arcimboldi剧院休息室的定制家具上，体现了行业对这种精炼美学材料的接受度。

再看松木：这是经典的WPC（木塑复合材料）。

但他们的创新点在于，使用了PEFC认证（森林认证）的松木粉，并且做出了七种不同的自然色调。

他们对上游木粉的筛选和复合工艺的色彩控制，已经达到了很高的水平，可以在不添加任何人工染料的情况下，仅靠木粉本身的烘焙或来源，来调和出不同的视觉效果。

咖啡：材料中含有18%的再生咖啡渣。

这个的机械性能不是主要卖点，但它带来了独特的视觉斑点和明确的香气。

软木：它有着良好的绝缘性。

而且软木的多孔蜂窝结构使其天然具备隔热、隔音和减震的特性。

当它作为填料被复合进PLA，打印出来的部件就可能具备这些特性。

从变废为宝到定义新材料

我们回过头来看这次Formnext提名。

EOS在解决存量问题（如何减少金属粉末浪费），Continuum也在解决存量问题（如何回收航空废料）。

而Smart Materials 3D则是从增量角度获得可持续奖。

它在为聚合物增材制造，开拓一个全新的、基于生物质废料的材料库。

坦白说，和金属的高价值回收相比，Smart Materials 3D解决的似乎只是低端的聚合物问题。

但从市场规模和渗透潜力来看，这种能让3D打印摆脱塑料感，走向建筑、家居、消费品市场的材料创新，其想象空间并不小。

更关键的是，AM易道认为这种模式具有高度的可复制性和区域适应性。

每个地区都有各自的农业废弃物：美国的玉米秸秆、东南亚的稻壳、欧洲的啤酒糟……

Smart Materials 3D提供的是一套"本地废弃物→高值材料"的转化方法论。

写到这里突然想到一个有趣的细节：耗材的气味。

文中提到的咖啡渣线材在热端融化时，整个工作室都弥漫着烘焙的香气；

松木粉打印时，空气里是淡淡的木屑味，像是在锯木工坊;

螺旋藻材料加热后，甚至有种海洋的气息。

这让我们思考，耗材的气味有价值吗?

在标准化工业里，没有。

但在追求个性、故事、重视体验的创作领域，气味可能是最被低估的材料属性。

AM易道期待未来更多更有气味的FDM耗材。

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