Ar Ekologiškas 3D Spausdinimas Yra Mitas? (Op-Ed)

{h1}

Nepaisant galimybės revoliucionizuoti gamybą, 3d spausdinimas dar nėra „ekologiška“ technologija.

Melba Kurman, autorius ir Hodo Lipsono, Kornelio universiteto mechanikos ir kosmoso inžinerijos docentas yra „Pagaminta: naujas 3D spausdinimo pasaulis(John Wiley & Sons, 2013) ir pagrindiniai balsai 3D spausdinimo srityje. Jie prisidėjo prie šio straipsnio „WordsSideKick.com“ Ekspertų balsai: op-ed ir įžvalgoskaip dalį savo naujos „WordsSideKick.com“ serijos, išryškinančios 3D spausdinimo technologijos problemas ir pokyčius.

Prieš kelerius metus sutarimas buvo laimingas (ir naiviai) teigiamas, kad 3D spausdinimas yra savaime ekologiškesnis nei įprastos gamybos technologijos. Tiesa ta, kad šiandien žiuri vis dar nebenaudojama. Visuomenė tampa protingesnė ir galbūt šiek tiek skeptiškesnė.

Naujausi tyrimai rodo niūrų vertinimą, kad visame pasaulyje kasmet maždaug 2 mln. Mirčių įvyksta dėl oro taršos, kurią didžiąja dalimi sukelia pramoninė gamyba. Gamyba paprastai teršia, nesvarbu, kaip tai atliekama. Ekologiškai 3D spausdinimas suteikia ir atima, ir atima.

Prieš pristatydami blogas naujienas apie 3D spausdinimo poveikį aplinkai, pakalbėkime apie gerąsias naujienas: jos galimybes. Ateityje priedų gamybos procesai, tokie kaip 3D spausdinimas, padės gaminti ekologiškiau. [Kaip veikia 3D spausdintuvai (infografija)]

Palyginti su tradicinėmis gamybos technologijomis, 3D spausdinimo procesas:

- palaiko stiprią masinės gamybos bazę, tačiau padidina produkto vertes iki didelių ribų ir palaiko kvalifikuotą biotechnologijų, naujų medžiagų, IT ir specializuotos, aukščiausios klasės gaminių darbą;

- geba padėti dizaineriams sukurti dalis ir gaminius, užtikrinančius optimalias eksploatacines savybes, kurios galėtų apimti mažesnį svorį ar ilgesnį produkto tarnavimo laiką;

- Veiksmingesnis žaliavų panaudojimas: 3D spausdinimo procese žaliavos dedamos tik ten, kur jų reikia (galimybė vadinama „tinklo formos gamyba“);

- Sumažėja dalių, kurias reikia surinkti, skaičius, sutrumpėja tiekimo grandinės; ir

- Gali pagaminti mažas pasirinktinių dalių partijas, kai reikia (sumažina atsargų priežiūrą) netoli pirkimo ar vartojimo vietos (sumažina transporto užterštumą).

Sunaudoja daug elektros energijos

Šiandien realybė yra tokia, kad technologijos dar nėra. Nepaisant priedų gamybos galimybių skatinti švaresnę gamybą, 3D spausdinimo technologijos dar nėra ekologiškos. 3D spausdintuvas - nesvarbu, su kokia žaliava jis dirba - yra energijos šernas. [10 geriausių 2013 m. 3D spausdintuvų]

Jungtinės Karalystės Loughborough universiteto tyrimai (tyrime, pavadintame Atkinso projektu) atskleidė, kad 3D spausdinimo procesas sunaudoja bauginantį elektros energijos kiekį. Tyrėjai palygino pramoninio lygio spausdintuvus su liejimo mašinomis. Jie sužinojo, kad 3D spausdintuvai, kurie naudoja šilumą arba lazerį plastikui lydyti, sunaudoja maždaug 50–100 kartų daugiau energijos nei liejimo forma, kad pagamintų tokio paties svorio daiktą.

Plastiko rykštė

Energijos sąnaudos gamybos metu, išskyrus dar ne idealų 3D spausdintos produkcijos poveikį aplinkai, yra didelis priklausomumas nuo plastiko. Plastikas retai yra gera žinia, kalbant apie aplinką, neatsižvelgiant į tai, kokia gamybos technika naudojama. Tačiau keista, kaip tai gali atrodyti, liejimo forma (tradicinis plastikinių daiktų gamybos būdas) iš tikrųjų yra gana švari, nes palieka labai nedaug nenaudotų plastiko gabalų.

Pramoninio plastiko 3D spausdintuvai, kuriuose naudojami milteliai arba išlydyti polimerai, atvirkščiai, spausdinimo plokštelėje palieka nemažą kiekį nepanaudotų žaliavų. Spausdinimo metu paliktas šalutinis plastikinis produktas gali būti pakartotinai panaudotas, tačiau paprastai jo medžiagų savybės yra sugadintos ir todėl nebe tinkamos. Vilties žvilgsnį suteikia kukurūzų pagrindu pagamintas spausdinimo plastikas, vadinamas PLA, kuris yra biologiškai skaidus (nors jo biologinis skaidymo procesas užtrunka daug metų).

Naudoti dūmai

Prireikė metų, kad įrodyčiau, jog naudoti dūmai yra pavojingi jūsų sveikatai. Naujausi Brent Stephens vadovaujami novatoriški tyrimai rodo, kad naudotų spausdinimo dūmų sudėtyje yra nuodingų šalutinių produktų, išsiskiriančių, kai plastikas kaitinamas iki aukštos temperatūros. Ilgus metus spausdinimo mėgėjai atkreipė dėmesį į tai, kad tam tikri 3D spausdinimo plastikai skleidžia malonų, jaukų kvapą, panašų į deginančius kukurūzų branduolius. Norėdami pamatyti, ar degantis plastiko kvapas nepakenkė gyviems daiktams, Steele išmatuojo oro kokybę biure su oro kondicionieriumi, kur penki darbastalio 3D spausdintuvai per pusantros valandos gamino mažus plastikinius daiktus (naudodami ir ABS, ir PLA plastikus)..

Oro kokybės analizė parodė, kad 3D spausdintuvus galima apibūdinti kaip „didelius skleidėjus“, vadinamuosius „ypač smulkiomis dalelėmis“ arba UFP. Remiantis „Heath Effects Institute“ (HFI) ataskaita, atliekant tyrimus su gyvūnais ir žmonėmis, pastebėtas UFP poveikis buvo „plaučių funkcijos pokyčiai, kvėpavimo takų uždegimas, sustiprėjęs alerginis atsakas, kraujagyslių trombogeninis poveikis, pakitusi endotelio funkcija, pakitęs širdies ritmas ir širdies susitraukimų dažnis. kintamumas, pagreitėjusi aterosklerozė ir padidėję smegenų uždegimo žymenys. “Geros žinios apie UFP, kurias skleidė keletas 3D spausdintuvų Steele tyrime, buvo, kad jų lygis buvo maždaug toks pat kaip maisto gaminimas patalpose. Bloga žinia yra tai, kad reikia daugiau tyrimų dėl to, ką tiksliai UFP skleidžia namų masto plastikiniai spausdintuvai, ir apie UFP išmetamųjų teršalų įtaką pramoninio masto 3D spausdinimo aplinkoje. Per trumpą laiką gali būti protinga neleisti savo vaikui palikti spausdintuvo per naktį miegamajame. O jei spausdinate plastiką namuose ar biure, atidarykite langą ir naudokite ventiliatorių, kad oras būtų gaivus.

Persvarstyti produkto gyvavimo ciklą

O kaip didesnis paveikslas? Gaminių gaminių poveikis aplinkai apima kelis gamybos proceso etapus. Kiekvienas gaminys - nesvarbu, ar jis spausdinamas 3D, ar masiškai gaminamas - išgyvena produkto gyvavimo ciklą.

Pavyzdžiui, vienas ekologiškai žalingas produkto gyvavimo ciklo etapas yra žaliavos kasybos procesas. Kitas etapas, kuris palieka didelį nešvarų pėdsaką, yra gaminio surinkimo procesas. Norint gabenti produktus ten, kur jie parduodami, reikia daug naftos degalų. Mažmeninės prekybos patalpų statyba, šildymas ir aušinimas taip pat labai apsunkina aplinką. Labiausiai neigiamas poveikis atsiranda gaminio galutinio veiksmo metu: kai jis išmetamas.

3D spausdinimas kada nors gali paskatinti naujo tipo taršą: greitą šiukšlių susidarymą. Inžinieriai, mokomi gerbti jų žaliavas, mokomi „galvok du kartus, supjaustyk vieną kartą“. Tačiau kai žmonės susiduria su lengvais gamybos įrankiais, lengva nekreipti dėmesio į tą išmintingą seną posakį. Kaip ir spausdinant juodraštį po terminalaus popieriaus juodraščio jo skausmingo peržiūros proceso metu, dizaineriai ir dailininkai gali greitai atspausdinti keletą pavienių dizaino variantų, tai yra aplinkai brangus procesas. [Vaizdo įrašas - 3D spausdinimas: rankos protezavimui.

Norėdami išlaisvinti 3D spausdinimo, kaip ekologiškesnės gamybos technologijos, galimybes, svarbiausia bus sukurti unikalius, ekologiškesnius gaminio gyvavimo ciklus. Ko gero, vienas iš perspektyviausių 3D spausdinimo pranašumų aplinkai bus tai, kad kompiuterio sukurti dizainai padeda pagerinti produkto formą, funkcijas, našumą ir patvarumą. Pavyzdžiui, 3D atspausdintas metalinis lėktuvas, pagamintas iš kompiuterio sukurtų lengvų dalių, per visą jo naudojimo laiką sunaudotų mažiau degalų.

3D atspausdinta gamyba taip pat galėtų pakeisti gaminio gyvavimo ciklą, sutrumpindama pasaulines tiekimo grandines, sumažindama degalų kiekį, sunaudojamą gaminiams gabenti iš vienos vietos į kitą. Vietoje 3D atspausdinta gamyba taip pat sumažėtų išlaidos, susijusios su klimato kontroliuojamo sandėlio, kuriame būtų laikomos atsargos, išlaikymu. Jūsų šeimos gydytojas galėtų atsispausdinti jums pritaikytą klausos aparatą, kai jums jo prireiks. Vietinis automobilių mechanikas galėtų atsispausdinti naujas jūsų automobilio dalis, neprirašydamas jų iš tiekėjo iš toli, toli.

„Didelė gamyba“ ir atsinaujinanti energija

Atsinaujinanti energija yra ekologiškesnės gamybos pagrindas. Tačiau dauguma atsinaujinančių energijos šaltinių šiandien dar negali (už priimtiną kainą) suteikti nepertraukiamą ir patikimą energijos srautą, reikalingą masinės gamybos operacijoms atlikti.

Ką daryti, jei mažus atsinaujinančios energijos pavyzdžius būtų galima pritaikyti mažiems gamybos veiklos pertvarkymams? Kompiuterių mokslininkai labai skirtingo dydžio elektrinių signalų perdavimą vadina „burstytuoju ryšiu“. Kodėl gi ne ateitis, kurioje „purškiama energija“ būtų taikoma „3D spausdintai spausdintai gamybai“?

Nepaisant to, kad patobulintos saugojimo technologijos ir išmaniosios energijos tinklai, atsinaujinanti energija visada gali labiau tikti ir pradėti naudoti, nei deginant dujas ar anglis. Tačiau 3D spausdintuvas yra universalus žvėris ir gali įjungti bulvarinį gaminį. Nedidelėje ateities gamykloje gali būti naudojami keli 3D spausdintuvai, kurių kiekviena gamina labai daug skirtingų produktų. Šis įrenginys galėtų būti aprūpintas nustatytu saugomos atsinaujinančios energijos kiekiu, kuris padėtų planuoti 3D spausdinimo pradžios ir pabaigos gaminius. Kažkada būtų puiku pamatyti judrius 3D spausdinimo įrenginius, kurie greitai pritaikytų pagaminimo tempus prie turimos atsinaujinančiosios energijos lygio, o ne atvirkščiai.

Žemė smunka vis mažiau užterštumo, todėl žmonija turi geriau suderinti aplinkos sveikatą su globalia vartotojų ekonomika, kuri kiekvienais metais auga. Nepaisant pažadų kaip gamybos technologiją, 3D spausdinimas nėra nieko įprasta žalia. Kadangi 3D spausdinimo technologijos bus plačiau naudojamos visose pramonės šakose, poveikis aplinkai priklausys nuo to, kaip bus naudojamos šios naujos technologijos.

Naujausias Kumano ir Lipsono op-ed'as buvo Kaip 3D spausdinimas pakeis Kinijos gamybą. Sekite Kurmaną @melbakurman. Išreikštos autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindinčios leidėjo nuomones. Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas WordsSideKick.com.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Masinė Produkcija Siunčia Robotus Vabzdžius
Masinė Produkcija Siunčia Robotus Vabzdžius

Bombardavimas Sirijoje: Kaip Veikia „Tomahawk“ Raketos?
Bombardavimas Sirijoje: Kaip Veikia „Tomahawk“ Raketos?

Mokslas Naujienos


Keistai Žvėrys: Kodėl Gali Ateiti Žmonių Ir Gyvūnų Chimeros
Keistai Žvėrys: Kodėl Gali Ateiti Žmonių Ir Gyvūnų Chimeros

Naujas 3D Spausdinimo Centras Siekia Padidinti Jav Gamybą
Naujas 3D Spausdinimo Centras Siekia Padidinti Jav Gamybą

Nekompetentingi Žmonės Per Daug Neišmanantys Apie Tai Žino
Nekompetentingi Žmonės Per Daug Neišmanantys Apie Tai Žino

Pieno Kelias Yra Visiškai Susuktas
Pieno Kelias Yra Visiškai Susuktas

Prieštaringai Vertinamas T. Rex Minkštųjų Audinių Atradimas Pagaliau Paaiškintas
Prieštaringai Vertinamas T. Rex Minkštųjų Audinių Atradimas Pagaliau Paaiškintas


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com