🇺🇸 Benjamin Davis

来自马萨诸塞州伦瑟姆的Benjamin Davis,当时是Bishop Feehan高中的一名二年级高中生,他将注意力转向了3D打印热潮中一个隐藏在众目睽睽之下的问题。随着桌面打印机进入学校、工作坊和家庭,其产生的废料也随之增加。据某些测算,典型打印作业中使用的塑料耗材多达三分之二最终被丢弃为失败打印品、底座和支撑结构。

显而易见的解决方案是将这些塑料回收再制成耗材,这在理论上存在,但对大多数用户而言并不现实。商用回收机价格昂贵、速度缓慢,且生产的耗材质量不稳定,使得那些真正产生废料的爱好者和课堂用户望而却步。Davis着手制造一种家庭用户能够真正拥有和操作的设备,在单个桌面上完成打印与回收之间的闭环。

他的工程解决方案对于一个高中项目而言异常精密。他将两种通常分开使用的塑料成型工艺——推挤成型(将材料推过模具)和拉挤成型(将材料拉出)——结合到一个系统中。将两者融合,加上精心的电气、机械和化学工程,使他的机器比传统家用回收机效率提高约45%,同时生产出更高质量的线材。

其结果在用户关心的每个维度上都令人瞩目。他的设备比现有家用回收机更快,产品质量更好,而且至关重要的是,成本比商用替代品低约90%。它将3D打印废料重新定义为原材料而非垃圾,形成了一个可以放在工作台上、通过节省耗材自我回本的小型循环经济。

2025年5月,在第75届Regeneron国际科学与工程博览会上,Davis获得了75,000美元的Regeneron青年科学家奖,这是仅有的两个该奖项之一,使他跻身来自世界各地的顶尖竞争者之列。这一认可为他打开了远超博览会的大门,包括在美国科学促进会会议上发表演讲的邀请,以及美国青年科学院院士资格。

他所针对的废料问题规模很容易被忽视。随着桌面3D打印技术进入学校、创客空间和家庭,其副产品也随之而来:据某些测算,典型打印作业中使用的耗材多达三分之二最终被丢弃为失败打印品、底座和支撑结构。这些塑料大部分只是进入垃圾填埋场,成为快速增长技术的隐形成本。

使他的机器引人注目的不是单一技巧,而是巧妙的组合。Davis融合了两种通常分开的塑料成型工艺——推挤成型(将材料推过模具)和拉挤成型(将材料拉出)——并将它们与精心的电气、机械和化学工程相结合。结果是一个比传统家用回收机效率提高约45%、速度更快、能够生产更高质量耗材的系统。

其经济性与工程技术同样有说服力。他的回收机成本比商用机器低约90%,使闭环回收进入了普通废料产生用户的可及范围。75,000美元的Regeneron青年科学家奖(博览会上仅有的两个该奖项之一)为他打开了更多大门,包括在美国科学促进会会议上的演讲,以及美国青年科学院院士资格。

Davis曾表示,获得最高奖项确实出乎意料,而该奖项开启了一连串新的机会和经历。更能说明问题的是,这个项目似乎已经为他指明了方向:他在塑料和挤出成型方面的工作坚定了他在大学学习先进制造和机械或材料工程的意向。对于一个青少年而言,他已经做到了大多数工程师穷尽职业生涯追求的事情——将一个浪费的过程悄然变得完整。