Je Li Ekološki 3D Ispis Mita? (Op-Ed)

{h1}

Unatoč svom potencijalu za revoluciju proizvodnje, 3d ispis još nije "zelena" tehnologija.

Melba Kurman, autor i Hod Lipson, Vanredni profesor Sveučilišta Cornell u strojarskom i zrakoplovnom inženjerstvu koautori su časopisa "Izrađeno: Novi svijet 3D ispisa"(John Wiley & Sons, 2013.) i vodeći glasovi na području 3D ispisa. Oni su svoj doprinos dali ovom članku WordsSideKick.com's Glasovi stručnjaka: Op-Ed i Uvidiu sklopu njihove nove serije WordsSideKick.com koja ističe probleme i razvoj tehnologije 3D ispisa.

Prije nekoliko godina, konsenzus je bio sretan (i naivno) pozitivan da je 3D ispis iznutra zeleniji od konvencionalnih proizvodnih tehnologija. Istina je da je danas porota još uvijek van. Društvo postaje mudrije i možda malo skeptičnije.

Nedavno istraživanje nudi mračnu procjenu da je u svijetu oko 2 milijuna smrti godišnje uzrokovano onečišćenjem zraka, a velik dio toga proizvela je industrijska proizvodnja. Proizvodnja uglavnom zagađuje, bez obzira na to kako se radi. Ekološki gledano, 3D ispis daje i oduzima.

Prije nego što predstavimo loše vijesti o utjecaju 3D ispisa na okoliš, razgovarajmo o dobrim vijestima: njegovom potencijalu. U budućnosti će aditivni proizvodni procesi poput 3D ispisa pomoći da proizvodnja postane zelenija. [Kako rade 3D pisači (Infographic)]

U usporedbi s tradicionalnim proizvodnim tehnikama, postupak 3D ispisa:

- Održava snažnu bazu masovne proizvodnje, ali povećava vrijednosti proizvoda do velikih marži i podržava kvalificiranu radnu snagu u biotehnici, novim materijalima, informatičkoj tehnologiji i specijaliziranoj, vrhunskoj proizvodnji;

- ima mogućnost pomoći dizajnerima u razvoju dijelova i proizvoda za optimalne performanse, što bi moglo uključivati ​​smanjenu težinu ili duži vijek trajanja proizvoda;

- Učinkovitije korištenje sirovina: Proces 3D ispisa stavlja sirovine samo tamo gdje je to potrebno (sposobnost koja se naziva "izrada mrežnog oblika");

- smanjuje broj dijelova koji trebaju montažu, skraćujući opskrbne lance; i

- Može proizvesti male serije prilagođenih dijelova u vrijeme potrebe (smanjenje održavanja zaliha) u blizini mjesta kupnje ili potrošnje (smanjuje zagađenje u prijevozu).

Potrošnja puno električne energije

Realnost danas je da tehnologije još nema. Unatoč potencijalu proizvodnje aditiva za promicanje čistije proizvodnje, tehnologije 3D ispisa još uvijek nisu ekološki prihvatljive. 3D printer - bez obzira s kojom sirovinom radi - je svinja. [10 najboljih 3D pisača 2013]

Istraživanje na Sveučilištu Loughborough u Velikoj Britaniji (u studiji nazvanoj Atkins Project) otkrilo je da proces 3D ispisa troši zastrašujuće količine električne energije. Istraživači su usporedili industrijske pisače s strojevima za brizganje. Saznali su da 3D pisači koji koriste toplinu ili laser za topljenje plastike troše procijenjeno 50 do 100 puta više električne energije od injekcijskog lijevanja kako bi napravili predmet iste težine.

Bič plastike

Potrošnja energije tijekom proizvodnog procesa na stranu, još jedan, ne baš idealan utjecaj na okoliš 3D tiskane proizvodnje je veliko oslanjanje na plastiku. Plastika je rijetko dobra vijest kada je u pitanju okoliš, bez obzira na to o kojoj se vrsti proizvodne tehnike radi. Međutim, koliko god to zvučalo, injekcijsko lijevanje (tradicionalna metoda koja se koristi za proizvodnju plastičnih predmeta) zapravo je prilično čisto jer ostavlja vrlo malo neiskorištenih komada plastike.

Suprotno tome, plastični 3D printeri industrijske klase koji koriste praškaste ili staljene polimere ostavljaju iza sebe znatnu količinu neiskorištene sirovine u ležištu za ispis. Plastični nusproizvod koji je ostavljen u tiskarskom poslu ponekad se može ponovo upotrijebiti, ali obično su njegova svojstva materijala oštećena i stoga više nisu prikladna. Bljesak nade pruža plastična kukuruzna plastika pod nazivom PLA koja je biorazgradiva (premda proces biorazgradnje traje mnogo godina).

Isparenja iz druge ruke

Trebale su godine da se utvrdi da je rabljeni dim opasan za vaše zdravlje. Nedavna revolucionarna istraživanja koja je vodio Brent Stephens sugeriraju da pakovi za tiskanje iz druge ruke sadrže otrovne nusproizvode koji se ispuštaju kad se plastika zagrijava na visoke temperature. Godine zaljubljenici u tisak primjećivali su da određena plastika za 3D tiskanje odaje lijep, ugodan miris, sličan spaljivanju kukuruznih koštica. Da bi vidio je li gorući plastični miris štetan za žive stvari, Steele je mjerio kvalitetu zraka u klimatiziranom uredu u kojem je pet stolnih 3D printera izrađivalo male plastične predmete (koristeći ABS i PLA plastiku) tijekom dva i pol sata,

Analiza kvalitete zraka otkrila je da se 3D pisači mogu okarakterizirati kao "visoki odašiljači" takozvanih "ultra finih čestica" ili UFP. Prema izvješću Instituta za Heath Effects (HFI), u studijama na životinjama i ljudima primijećeni učinci UFP-a uključivali su "promjene plućne funkcije, upalu dišnih putova, pojačane alergijske reakcije, vaskularne trombogene učinke, promijenjenu endotelnu funkciju, promijenjeni rad srca i otkucaje srca". varijabilnost, ubrzana ateroskleroza i povećani markeri upale mozga. "Dobra vijest o UFP-ovima koje je emitiralo nekoliko 3D pisača u Steeleovoj studiji bilo je da su njihove razine bile približno iste kao i kuhanje u zatvorenom prostoru. Loša vijest je da je potrebno još istraživanja o tome što točno UFP ispuštaju kućni plastični pisači i utjecaj UFP emisija u industrijskim 3D ispisnim okruženjima. U kraćem roku, možda bi bilo pametno ne dopustiti djetetu da preko noći ostavlja pisač u svojoj spavaćoj sobi. Ako ispisujete plastiku kod kuće ili u uredu, otvorite prozor i koristite ventilator kako bi zrak bio svjež.

Preispitivanje životnog ciklusa proizvoda

Što je s većom slikom? Učinak izrade proizvoda na okoliš uključuje nekoliko faza izvan proizvodnog procesa. Svaki proizvod - bez obzira na to je li 3D ispisan ili se masovno proizvodi - prolazi kroz životni ciklus proizvoda.

Na primjer, jedna ekološki razarajuća faza u životnom ciklusu proizvoda je postupak kopanja sirovina. Druga faza koja za sobom ostavlja velik prljavi trag je postupak sklapanja proizvoda. Za isporuku proizvoda do mjesta gdje se prodaju, potrebno je mnogo goriva na bazi nafte. Izgradnja, grijanje i hlađenje maloprodajnog prostora također znatno utječe na okoliš. Najnegativniji efekti dolaze tijekom završnog čina proizvoda: kada se baci.

3D ispis možda jednog dana može potaknuti novu vrstu zagađenja: brzo stvaranje smeća. Inženjeri koji su obučeni da poštuju njihove sirovine uče se "Pomislite dvaput, jednom režite." Kad se ljudi dočepaju lakih alata za proizvodnju, lako je ne osluškivati ​​tu mudru staru izreku. Poput tiskanja skice po nacrtu zbornika radova tijekom svog bolnog postupka revizije, dizajneri i majstori tesara možda će brzo otisnuti niz inkrementalnih varijacija dizajna, ekološki skup proces. [Video - 3D ispis: Doodads do protetskih ruku]

Kako biste iskoristili potencijal 3D ispisa kao zelenije tehnologije proizvodnje, ključ će biti stvaranje jedinstvenih, zelenijih životnih ciklusa proizvoda. Možda će jedna od najperspektivnijih ekoloških prednosti 3D ispisa biti činjenica da računalno generirani dizajni pomažu poboljšati oblik, funkciju, performanse i trajnost proizvoda. Na primjer, 3D otisnut metalni zrakoplov napravljen od kompjuterski dizajniranih laganih dijelova trošio bi manje goriva tijekom svog vijeka uporabe.

Proizvodnja s 3D printom također bi mogla promijeniti životni ciklus proizvoda skraćivanjem globalnih lanaca opskrbe, smanjujući količinu goriva koja se troši za isporuku proizvoda s mjesta na drugo mjesto. Proizvodnja 3D ispisa na licu mjesta također bi smanjila troškove zaštite okoliša održavanja skladišta pod kontrolom klime za spremanje zaliha. Vaš obiteljski liječnik mogao bi vam ispisati prilagođeni slušni aparat kada vam je potreban. Vaš lokalni automehaničar mogao bi ispisati nove dijelove za vaš automobil bez potrebe da ih naručite od dobavljača daleko, daleko.

'Burna proizvodnja' i obnovljiva energija

Obnovljiva energija ključna je za zeleniju proizvodnju. Međutim, danas većina obnovljivih izvora energije još uvijek ne može osigurati (po prihvatljivoj cijeni) neprekidni, pouzdani izvor energije potreban za poticanje masovne proizvodnje.

Što ako se mali navale obnovljivih izvora energije mogu primijeniti na male eksplozije proizvodne aktivnosti? Računalski znanstvenici nazivaju prijenos električnih signala vrlo različitih veličina "burnom komunikacijom". Zašto ne budućnost u kojoj bi se „rasprsnuta energija“ primijenila u „eksploziji 3D printane 3D tehnologije?“

Unatoč poboljšanjima tehnologija skladištenja i pametnoenergetskih mreža, obnovljivi izvori energije mogu uvijek biti više skloni stajanju nego gorivu plina ili ugljena. Međutim, 3D printer je svestrana zvijer i može se uključiti bez problema. Mali proizvodni pogon budućnosti mogao bi pokretati nekoliko 3D pisača, svaki izrađujući široku paletu različitih proizvoda. Ovaj pogon mogao bi se napajati podešenim količinama uskladištene obnovljive energije koja bi podstakla predviđene proizvodne programe s 3D štampanom tehnologijom start-and-stop. Jednog dana, bilo bi sjajno vidjeti okretne uređaje za 3D ispis koji bi brzo prilagodili stope izrade razini dostupne obnovljive energije, umjesto obrnuto.

Kako Zemlja stane pod težinu zagađenja, čovječanstvo mora bolje uravnotežiti zdravlje okoliša u odnosu na globalno potrošačko gospodarstvo koje svake godine raste. Unatoč svom obećanju kao proizvodne tehnologije, kod 3D ispisa nema ništa osobito zeleno. Kako se tehnologije 3D ispisa sve više koriste u svim industrijama, rezultirajući utjecaj na okoliš ovisit će o načinu na koji se te nove tehnologije koriste.

Najnoviji Op-Ed bio je Kuman i Lipson Kako će 3D ispis transformirati kinesku proizvodnju, Slijedite Kurman @melbakurman. Izražena stajališta su stajališta autora i ne odražavaju nužno stavove izdavača. Ovaj je članak izvorno objavljen na WordsSideKick.com.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Sidney Altman
Sidney Altman

Ove 3 Studentske Izume Mogu Život Učiniti Lakšim
Ove 3 Studentske Izume Mogu Život Učiniti Lakšim

Znanost Vijesti


Tajne Najvećih Žabljih Skokova Ikada Otkrivene
Tajne Najvećih Žabljih Skokova Ikada Otkrivene

"Mostovi" Uz Morsko Dno Pronađeni Su Do Najdubljeg Rova ​​Zemlje

Zašto Rižine Kriške Kreću, Puknu, Pop!
Zašto Rižine Kriške Kreću, Puknu, Pop!

Brutalna Neuroznanost Figurnog Klizanja: Kako Spinning Sportaši Prevladavaju Vrtoglavicu
Brutalna Neuroznanost Figurnog Klizanja: Kako Spinning Sportaši Prevladavaju Vrtoglavicu

Diy: Kako Podijeliti Atome U Vašoj Kuhinji
Diy: Kako Podijeliti Atome U Vašoj Kuhinji


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 HR.WordsSideKick.com