芝加哥初创公司Vitriform3D与美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）合作，开发了一种利用粘结剂喷射3D打印技术将废弃玻璃瓶转化为建筑产品的工艺。此前该技术已应用于金属、木纤维和砂，但尚未用于碎玻璃。在此项目中，机械臂逐层铺洒玻璃粉末，喷嘴施加粘合剂粘合颗粒并添加着色墨水，最后通过烘箱定型。最终产品被归类为工程石（engineered stone），由90-95%的回收玻璃和5-10%的聚合物粘合剂组成。

“美国有太多玻璃被填埋，”Vitriform3D联合创始人Alex Stiles表示，“玻璃可以无限回收，但目前只有三分之一的废玻璃被回收。我们的工艺本质上是将玻璃粉末‘粘合’在一起。”

从大学项目到DOE合作

Vitriform3D起源于田纳西大学的一个学生项目。Stiles与联合创始人Dustin Gilmer在ORNL研究科学家Tomonori Saito和IACMI（复合材料研究所）的支持下开展工作。2022年，两人入选DOE在ORNL的“创新十字路口”（Innovation Crossroads）计划，获得两年资金、科研专家资源及制造示范工厂（MDF）的使用权。该阶段涉及修改打印机软件、校准粘合剂与粉末比例，以及测试粘合剂配方以优化强度和表面质量。

此后，合作范围扩大到ORNL的建筑技术研究与集成中心，重点转向用于建筑外墙的回收玻璃覆层材料。“玻璃极具弹性、耐用和多才多艺，”ORNL建筑技术研究员Nolan Hayes解释说，“它防火且能承受极端天气条件。”这些特性使其成为户外应用的理想选择。

从实验室到微型工厂

Stiles还运营着一家独立的玻璃收集公司Fourth & Glass，已从诺克斯维尔居民处收集了数万磅玻璃瓶。他目前正在底特律的劳伦斯理工大学安装一台3D打印机，让建筑系学生能直接操作该技术。“这将是建筑学学生第一次真正深入研究这项技术的可能性，”Stiles说，“与橡树岭国家实验室的项目更侧重于工业规模的应用——如果我们有一台大型打印机，我们能将多少吨玻璃转化为墙板？而像底特律那样的微型工厂可以专注于小型项目。只需几台设备，你也可以拿起一个玻璃瓶，把它碎成砂，然后变成新的东西。”

分析人士指出，该技术为城市废玻璃的本地化循环利用提供了新路径。相比传统玻璃回收需按颜色分拣、熔融重制的高能耗流程，粘结剂喷射技术可在常温下成型，大幅降低加工能耗，且产品附加值更高。若能与建筑幕墙、室内装饰等行业需求对接，有望形成“废玻璃收集-3D打印-建筑应用”的闭环经济模式。目前项目仍处于中试阶段，长期耐久性和规模化生产成本尚需进一步验证。