廢棄塑膠華麗變身！德國團隊打造高品質3D列印材料

在德國，每年約有560萬公噸的塑膠包裝材料在使用一次後就被丟棄，成為家庭垃圾。令人憂心的是，目前僅有不到三分之一的廢棄塑膠能被回收再利用。為瞭解決這個問題，不萊梅應用科技大學與弗勞恩霍夫製造技術與先進材料研究所（IFAM）聯手合作，成功將這些廢棄物轉化為高品質的3D列印原料。

過去30年間，德國的塑膠廢棄物數量驚人地增長了三倍，其中包裝材料更是主要來源。資料顯示，1994年德國家庭產生的塑膠垃圾為210萬公噸，到了2023年已暴增至560萬公噸。這些以石油為原料的一次性產品，如何有效回收成為當務之急。

「相較於工業生產過程中的塑膠廢料，消費後廢棄物的回收難度更高。」不萊梅應用科技大學永續能源系統與資源效率專家Silke Eckardt博士解釋道。這些材料不僅成分複雜，通常還夾雜著各種汙染物。

為實現迴圈經濟目標，研究團隊特別針對家庭廢棄塑膠開發創新處理技術。IFAM複合材料技術專案負責人Dirk Godlinski博士強調：「要將廢棄塑膠轉化為3D列印材料，必須確保其純度、形狀和尺寸都符合嚴格標準。」

在可行性研究中，團隊選用包裝廢棄物分揀廠產出的聚丙烯作為原料。Eckardt博士帶領團隊在不萊梅應用科技大學的迴圈經濟實驗室中，透過研磨、清洗、浮選分離等工序，並運用近紅外線技術辨識異質塑膠，最終獲得純度高達99.8%的材料。

IFAM團隊接著將處理後的廢棄聚丙烯轉化為均質材料。Godlinski博士說明：「這種材料具有耐用、抗裂且柔韌性佳等優點。」研究人員先將回收聚丙烯碎片放入工業擠出機，在超過200°C的高溫下熔融擠壓，最終製成直徑約2毫米的灰色塑膠條，可直接作為3D列印線材使用。

目前團隊已成功列印出包括瓶蓋在內的多種零件，完成可行性研究的第一階段目標。接下來將持續最佳化製程，並考慮在材料中新增玻璃纖維等強化劑，以生產適用於航太與汽車產業的高階零件。

歐盟《包裝與包裝廢棄物法規》（PPWR）也將推動回收材料需求成長。根據規定，到2030年包裝材料中回收成分需達10%至35%（醫療器材與藥品除外），2035年更將提高至25%至65%。

Eckardt博士堅信：「提升回收材料需求至關重要，特別是在氣候變遷的挑戰下，我們必須更重視資源效率。」Godlinski博士也認同：「廢棄物再利用程度越高，就能為地球節省更多能源與資源。」這項創新技術為塑膠迴圈經濟開闢了嶄新道路。