石刻是人类最早用来改造环境的工具。令人兴奋的是，我们可以想象，自石器时代（约公元前 1 万年前开始）以来，在人类漫长的进化过程中，我们使用的工具是如何从简单的石头进化到复杂的机器人系统的。这些进步代表着生产方式的革命，无论是在当前的工业水平上还是在地方规模上。
人工智能（AI）和数字制造系统等技术被视为根据不同情境而变化的替代劳动力威胁。在拉丁美洲，手工制作在某些行业中深入人心，专业化程度高且成本效益较高，这使得数字替代的紧迫性较低。相比之下，源自真菌或农业废料的生物材料提供了环境友好的建筑替代方案，促进可持续发展和循环经济。这引发了关于数字制造潜力的有意义的讨论，讨论需要建立在对当地资源和挑战有所了解的基础上。因此，这为生物材料奠定了基础，既能保持特性，又能为当地问题提供解决方案。
无论是有机物还是无机物，废弃物现在都是不可或缺的资源，需要得到关注。因此，Manufactura 等项目将数字制造与废物利用相结合，为人们带来了全新的视角。该项目的联合创始人 Dinorah Martínez Schulte 向我们介绍了这些工艺的潜力及其在木材等材料中的应用。
了解材料的来龙去脉和起源
根据 Martínez Schulte 在墨西哥的研究，每年的木材产量约为 800 万立方米。其中 70% 用于锯木业，锯木业产生的废料约为 280 万立方米，主要是锯屑、木片和树皮。虽然目前有一些管理木材废料的方法，但这些方法都依赖于化学工艺和燃料。
“木材项目/Un Proyecto de Madera”是与 La Metropolitana 合作开展的一项研究活动，后者是当地一家在家具制造过程中将传统工艺与技术相结合的作坊。为了解决日常问题，该项目对通常被丢弃的锯末进行再利用，每天产生的锯末大约有 5-6 袋，每袋约 40 公斤。这不仅减少了浪费，还解决了锯末易燃和在空气中存在呼吸风险的安全问题。
虽然这些木材废料本身不会造成严重污染，但其废弃量确实是相当大的原木来源，而且在墨西哥地区，这些木材废料具有很高的经济和文化价值。作为该项目的一部分，Manufactura 利用 Tzalam 树（Lysiloma latisiliquum）的锯屑残渣制作了一种生物复合材料。该树种原产于墨西哥东南部的玛雅地区，因其外观、高抗性以及淡红色和明显纹路的美学特征而备受青睐。
化学是批量生产过程的一部分
在制造生物复合材料时，Manufactura 提出了一种首先考虑材料化学成分的方法。从最初使用蛋壳的项目开始，他们就将这种材料视为碳酸钙，就像把木材视为纤维素一样。
在进行了几次生成纤维素基混合物的实验后，他们发现锯屑的物理状态会发生变化，这与粘合和干燥有关，取决于从哪台机器中提取锯屑。此外，生物复合材料中的水分有利于真菌生长，因此他们尝试使用石灰和石膏来中和水分。此外，在开发了几个原型后，他们确定从校准机器和数控刳刨机中提取的锯末具有最佳的物理条件，可以进行 3D 打印。
化学成分是一切的基础。——Dinorah Martínez Schulte
从减法制造工艺到加法制造工艺的转变促使我们探索新的方法。为了用生物复合材料制造模块化瓷砖，有必要了解每种材料的重量、密度和含水量。此外，还使用了有机粘合剂和石灰作为基质，经过多次试验，证明石灰能更有效地防止真菌生长。
在这一研究过程中，他们与墨西哥国立自治大学材料和结构系统实验室合作，该实验室为项目提供了科学视角。最后，经过无数次加工和测试，获得了一种与粘合剂相结合的铸造材料。然后，使用安装在机械臂上的专为半液体材料设计的挤压机将这种材料转化为塑料状态。
新材料与几何
在测试过程中，Manufactura 发现这些木片保留了所用木材的特性。第一批使用松木废料制造的木片硬度较低，颜色较浅，而使用柚木制造的木片硬度更高，颜色偏红。在这两种情况下，这些质量都与木材的原始状态相似。混合物、印刷技术参数（挤出速度和机械臂速度）和木片形状之间的相互作用最终形成了三个格子；72 块木片，每块尺寸为 20 x 20 厘米。经过 3 周的印刷和烘干过程，最终获得了可复制的碎片，这些碎片可以组装起来，实现可扩展性。Martínez Schulte 强调需要考虑温度和湿度等变量，因为它们会影响材料的印刷。部件通常在 5 到 7 天内干燥。
为了确定作品的形状，从圆形、正方形和三角形等基本几何图形开始，制作了几个原型。这种方法有助于确定最合适的几何形状。Martínez Schulte 强调，通过测试不同的几何形状，可以更好地了解材料。因此，就有可能确定部件的尺寸、减少距离并确定哪些地方需要填充图案。
数字制造不是线性的，而是一个无限循环。——Dinorah Martínez Schulte
总之，这个项目的实现得益于计算设计、数字制造提供的优势、当地环境下的创新以及将木材废料转化为新材料的创造力之间的协同作用。它还强调了将生物材料和数字制造作为解决当地问题的一种方式的重要性，以及在生物复合材料的技术和美学品质及应用基础上产生新对话的重要性。无论是在专业领域的工作室工作，还是在学术界与大学合作，Manufactura 和 Dinorah Martínez Schulte 都建议改变对废物的看法。
数字制造和生物材料的影响正在全球范围内出现的不同提案中得到解答，特别是关于其中涉及的潜在利益和风险。一个事实是，这些类型的材料正在通过挑战当代建筑生产以及当前的制造方法来促进循环经济。正如 Carlos Raúl Villanueva 所言“建筑是一种卓越的社会行为，是功利艺术，是生活本身的投射，与经济和社会问题相关，而不仅仅是美学规范......”。
