Apabila industri pembuatan memasuki peringkat baru hijau dan pintar, perlindungan alam sekitar dan kemampanan percetakan 3D telah menjadi salah satu teknologi fokus industri. Adakah pencetakan 3D benar-benar mampan? Jawapannya rumit dan patut dijangka.

Artikel ini akan secara sistematik menganalisis kelebihan dan cabaran kemampanan percetakan 3D, dan mencadangkan satu siri strategi pengoptimuman praktikal di sekitar pemuliharaan tenaga dan pengurangan pelepasan, kecekapan pembuatan aditif, kitar semula bahan dan amalan pembuatan hijau, untuk membantu syarikat-syarikat yang bersemangat untuk mencapai transformasi hijau mengambil langkah utama dan menggalakkan pelaksanaan sebenar sistem perlindungan alam sekitar percetakan 3D.

Tiga kelebihan utama percetakan 3D untuk kemampanan

Mengurangkan sisa bahan

Percetakan 3D menggunakan "pembuatan aditif" untuk membina bahagian lapisan demi lapisan, yang boleh meningkatkan penggunaan bahan sebanyak 30% -90% berbanding dengan kaedah pembuatan "pemotongan" tradisional. Mengambil bahagian titanium untuk enjin pesawat sebagai contoh, kira-kira 90% bahan dibuang dalam pemprosesan tradisional, manakala percetakan 3D boleh mengawal sisa ke kurang daripada 10%. Ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan pengeluaran, tetapi juga mencapai pengiraan bahan mentah yang teliti di sumber, yang merupakan wakil khas pembuatan hijau dan laluan perlindungan alam sekitar percetakan 3D.

Mengurangkan jejak karbon

Percetakan 3D menyokong "pengeluaran terdesentralisasi" dan menyedari pembuatan lintas rantau, diedarkan, dan tempatan. Model ini boleh memperpendek laluan logistik dan mengurangkan pelepasan karbon yang disebabkan oleh pengangkutan, dan merupakan pautan utama dalam strategi kemampanan percetakan 3D.

Speedfactory yang ditubuhkan oleh Adidas di Ansbach, Jerman, menggunakan teknologi percetakan 3D, robot dan pembuatan digital untuk mencapai pengeluaran tempatan dan atas permintaan. Kilang ini bertujuan untuk menghasilkan kira-kira 500,000 pasangan kasut setahun, mengurangkan permintaan logistik untuk pengangkutan dari pangkalan pembuatan Asia ke pasaran Eropah, dengan itu mengurangkan pelepasan karbon semasa pengangkutan.

Menyokong Ekonomi Zirkular

Semakin banyak pembekal bahan melancarkan filamen percetakan 3D yang boleh dikitar semula (seperti PETG, rPET, PLA, dan lain-lain). Penyelesaian percetakan 3D bulat secara beransur-ansur diperkenalkan ke dalam senario seperti pendidikan, peralatan rumah, dan pembungkusan, menyediakan demonstrasi penting untuk mewujudkan ekonomi bulat percetakan 3D dan menggalakkan kemampanan percetakan 3D.

Cabaran sebenar yang dihadapi perlindungan alam sekitar dalam percetakan 3D

Walaupun percetakan 3D mempunyai kelebihan alam sekitar yang berpotensi, ia masih menghadapi banyak sekatan dalam aplikasi praktikal:

Penggunaan tenaga yang tinggi

Proses percetakan arus utama seperti FDM dan SLS menggunakan 3-5 kali lebih banyak tenaga per kilogram bahan daripada acuan suntikan secara purata. Untuk pembuatan perindustrian yang memerlukan pengeluaran besar-besaran, ini adalah cabaran utama dari segi kawalan pelepasan karbon. Percetakan 3D logam, terutamanya teknologi peleburan laser selektif (SLM), mempunyai kelebihan dalam pembuatan acuan kompleks, tetapi masalah penggunaan tenaganya tidak boleh diabaikan.

Menurut laporan dari Institut Penyelidikan Teknologi Seni mendalam Amerika, ia mengambil masa 18-24 jam untuk mencetak sisipan acuan perindustrian, yang kira-kira sama dengan penggunaan elektrik rumah tangga selama tiga hari. Ini menimbulkan cabaran langsung kepada matlamat perlindungan alam sekitar percetakan 3D, dan terdapat keperluan mendesak untuk mengoptimumkan laluan mampan percetakan 3D dan mengurangkan penggunaan tenaga.

Jenis bahan terhad dan tidak boleh dikitar semula sepenuhnya

Walaupun cubaan untuk kitar semula bahan, bahan komersial arus utama masih terutamanya produk petrokimia (seperti ABS dan PA12). Sesetengah bahan sukar digunakan semula atau tidak boleh biodegradasi, dan masih menimbulkan ancaman yang berpotensi kepada ekosistem. Meningkatkan mekanisme kitar semula adalah sebahagian penting dalam meningkatkan kemampanan percetakan 3D.

Pelepasan zarah masih diremehkan

Kajian telah menunjukkan bahawa beberapa peranti FDM dan SLA melepaskan zarah ultrahalus (UFP) dan sebatian organik berayun semasa proses percetakan. Jika tiada penapis dipasang, ia akan menimbulkan bahaya jangka panjang kepada sistem pernafasan manusia. Ini mengingatkan kita bahawa "perlindungan alam sekitar" bukan sahaja penunjuk pelepasan makro, tetapi juga harus memberi perhatian kepada kualiti udara mikro, supaya benar-benar menyedari pelaksanaan penuh konsep perlindungan alam sekitar percetakan 3D.

Bagaimana untuk membuat percetakan 3D lebih mesra alam?  

Untuk bergerak lebih realistik ke arah pembuatan mampan, industri ini meneroka satu siri langkah balas khusus:

Menetapkan gelung tertutup

Banyak syarikat membina gelung tertutup "kitar semula-pemprosesan-pembuatan semula-pencetakan". Sebagai contoh, botol plastik yang dibuang dibentuk semula menjadi filamen di universiti dan ruang pembuat, dan kemudian digunakan untuk mencetak bahagian yang tidak membawa beban seperti potongan paparan dan alat. Menggalakkan penyetempatan sistem kitar semula adalah laluan penting untuk membina kemampanan percetakan 3D.

Mengoptimumkan parameter penggunaan tenaga

Melalui pengoptimuman laluan algoritma, kawalan zon panas, tidur pintar dan kaedah lain, penggunaan tenaga unit peralatan percetakan 3D boleh dikurangkan lebih daripada 30%. Penyelenggaraan peralatan yang biasa dan integrasi tugas kumpulan juga boleh mengurangkan penggunaan tenaga yang tidak berkesan, membantu menggalakkan promosi yang diselaraskan perlindungan alam sekitar percetakan 3D dan matlamat pembuatan hijau.

Kitar semula fail yang gagal untuk mengurangkan sisa sumber

Kadar kegagalan percetakan 3D biasanya antara 8% dan 15%. Membina sistem pemprosesan semula untuk struktur sokongan dan bahagian sisa, seperti peranti peredaran mikro untuk menghancurkan → pengeringan → pengekstrasi semula wayar, boleh mengurangkan sisa bahan habis guna dan mengukuhkan mekanisme perlindungan alam sekitar dan sistem kitar semula bahan percetakan 3D.

Meningkatkan kesedaran alam sekitar

Banyak sisa tenaga dan bahan berasal daripada reka bentuk yang tidak munasabah. Menggalakkan standard reka bentuk hijau ke dalam kursus kolej dan sistem pensijilan industri dan mengukuhkan kesedaran alam sekitar di peringkat reka bentuk adalah asas strategi kemampanan percetakan 3D.

Percetakan 3D tidak mesra alam semula jadi, tetapi ia mempunyai kelebihan sisa bahan yang rendah, fleksibiliti yang tinggi, dan pembuatan aditif digital sepenuhnya. Dengan membina mekanisme kitar semula bahan, meningkatkan kecekapan tenaga, dan melaksanakan konsep reka bentuk hijau, percetakan 3D secara beransur-ansur boleh berubah menjadi kekuatan utama dalam pembuatan hijau dan menjadi teknologi pembuatan yang benar-benar mampan.

Ingin menilai sama ada penyelesaian percetakan 3D anda memenuhi piawaian alam sekitar? Ketahui lebih lanjut mengenai perkhidmatan percetakan 3D yang kami sediakan.