Како прерађивачка индустрија улази у нову фазу зелене и интелигентне, 3Д заштита и одрживост животне средине штампања постали су једна од главних технологија индустрије. Да ли је 3Д штампање заиста одрживо?  Одговор је и сложен и вреди се веселити.

Овај чланак ће систематски анализирати предности и изазове одрживости 3Д штампања и предложити низ практичних стратегија оптимизације око уштеде енергије и смањења емисија, ефикасности производње адитива, рециклирања материјала и праксе зелене производње, како би се помогло компанијама жељним постизања зелене трансформације кључни корак и промовисање стварне примене 3Д система заштите животне средине за штампање.

Три главне предности 3Д штампања за одрживост

Смањите отпад материјала

3Д штампање користи „адитивну производњу“ за израду делова по слој, што може повећати употребу материјала за 30-90 у поређењу са традиционалним методама производње „сечења“.  Узимајући за пример делове од титанијума за моторе авиона, око 90 материјала се одбацује у традиционалној обради, док 3Д штампање може да контролише отпад на мање од 10.  Ово не само да побољшава ефикасност производње, већ и постиже пажљив прорачун сировина на извору, што је типичан представник зелене производње и путање заштите животне средине 3Д штампања.

Смањење отиска угљеника

3Д штампање подржава „децентрализовану производњу“ и остварује међурегионалну, дистрибуирану и локализовану производњу. Овај модел може значајно скратити логистички пут и смањити емисију угљеника узроковану транспортом и кључна је карика у стратегији одрживости 3Д штампања.

Фабрика брзина коју је Адидас основао у Ансбаху у Немачкој користи 3Д штампање, роботе и дигиталне производне технологије за постизање локализоване и на захтев производње.  Фабрика има за циљ да произведе око 500.000 парова ципела годишње, значајно смањујући логистичку потражњу за превозом из азијских производних база на европско тржиште, смањујући тако емисију угљеника током транспорта.

Подршка кружној економији

Све више добављача материјала лансира рециклирајуће филаменте за 3Д штампање (као што су ПЕТГ, рПЕТ, ПЛА итд.).  Кружна 3Д решења за штампање постепено се уводе у сценарије као што су образовање, кућни апарати и амбалажа, пружајући важне демонстрације за остваривање кружне економије 3Д штампања и промовисање одрживости 3Д штампања.

Прави изазови са којима се суочава заштита животне средине у 3Д штампању

Иако 3Д штампање има потенцијалне еколошке предности, и даље се суочава са многим ограничењима у практичној примени:

Висока потрошња енергије

Главни процеси штампања као што су ФДМ и СЛС троше 3 до 5 пута више енергије по килограму материјала него у просеку ињекционо ливење.  За индустријску производњу која захтева масовну производњу, ово је главни изазов у ​​погледу контроле емисије угљеника.  Метално 3Д штампање, посебно селективна технологија ласерског топљења (СЛМ), има предности у производњи сложених калупа, али његов проблем потрошње енергије не може се занемарити.

Према извештају Америчког института за дубинску уметност, потребно је 18-24 сата да се штампа уметак за индустријски калуп, који је приближно једнак потрошњи електричне енергије у домаћинству током три дана.  Ово представља директан изазов циљевима заштите животне средине 3Д штампања и постоји хитна потреба за оптимизацијом одрживог пута 3Д штампања и смањењем потрошње енергије.

Врсте материјала су ограничене и не могу се у потпуности рециклирати

Упркос покушајима рециклирања материјала, главни комерцијални материјали су и даље углавном петрохемијски производи (као што су АБС и ПА12).  Неке материјале је тешко поново користити или се не могу биоразградити и још увек представљају потенцијалну претњу екосистему.  Побољшање механизма рециклирања неизоставан је део побољшања одрживости 3Д штампања.

Емисија честица је и даље потцењена

Студије су показале да неки ФДМ и СЛА уређаји ослобађају ултрафине честице (УФП) и осцилирају органска једињења током процеса штампања.  Ако није инсталиран филтер, он ће дугорочно представљати опасност по људски респираторни систем.  Ово нас подсећа да „заштита животне средине“ није само показатељ макро емисије, већ треба обратити пажњу и на квалитет микро ваздуха, како би се заиста остварила потпуна примена концепта заштите животне средине 3Д штампања.

Како 3Д штампање учинити еколошким?  

Да би се реалније кретала ка одрживој производњи, индустрија истражује низ специфичних противмера:

Успоставите затворену петљу

Многе компаније граде затворену петљу „рециклирања-прераде-поновног штампања“.  На пример, одбачене пластичне боце се на универзитетима и просторима произвођача преобликују у филаменте, а затим се користе за штампање носивих делова као што су комади и алати за приказ.  Промовисање локализације система за рециклирање важан је пут ка изградњи одрживости 3Д штампања.

Оптимизирајте параметре потрошње енергије.

Кроз оптимизацију путање алгоритма, контролу вруће зоне, интелигентни сан и друге методе, јединична потрошња енергије 3Д штампарске опреме може се смањити за више од 30.  Редовно одржавање опреме и интеграција серијских задатака такође могу ефикасно смањити неефикасну потрошњу енергије, помажући промовисању координиране промоције заштите животне средине 3Д штампања и циљева зелене производње.

Рециклирајте неуспеле датотеке да бисте смањили отпад ресурса

Стопа отказа 3Д штампања је углавном између 8 и 15.  Успостављање система прераде потпорних конструкција и отпадних делова, као што је микро-циркулациони уређај за дробљење → сушење → жица за поновно екструдирање може значајно смањити отпад потрошног материјала и додатно ојачати механизам заштите животне средине и систем рециклирања материјала 3Д штампања.

Подизање свести о животној средини

Много енергије и материјалног отпада долази из неразумног дизајна.  Промовисање стандарда зеленог дизајна у факултетске курсеве и системе сертификације индустрије и јачање свести о животној средини на нивоу дизајна су темељ стратегије одрживости 3Д штампања.

3Д штампање није природно еколошки прихватљиво, али има предности ниског отпада материјала, велике флексибилности и потпуно дигиталне производње адитива. Изградњом механизма за рециклирање материјала, побољшањем енергетске ефикасности и применом зелених дизајнерских концепата, 3Д штампање се може постепено трансформисати у кључну силу у зеленој производњи и постати заиста одржива технологија производње.

Желите да процените да ли ваше решење за 3Д штампање испуњава еколошке стандарде?  Сазнајте више о услугама 3Д штампања које пружамо.