כאשר תעשיית הייצור נכנסת לשלב חדש של ירוק ואינטליגנטי, הדפסה תלת ממדית הגנת הסביבה וקיימות הפכו לאחת הטכנולוגיות המתמקדות של התעשייה. האם הדפסה 3D באמת בר קיימא? התשובה היא מורכבת ושווה לצפות לה.

מאמר זה ינתח באופן שיטתי את היתרונות והאתגרים של קיימות הדפסה תלת מימדית, ויציע סדרה של אסטרטגיות אופטימיזציה מעשיות סביב שימור באנרגיה ופחתת פליטות, יעילות ייצור תוסף, מיחזור חומרים ושיטות ייצור ירוקות, כדי לעזור לחברות להוטים להשיג שינוי ירוק לקחת צעד מפתח ולקדם את הי

שלושה יתרונות עיקריים של הדפסה תלת ממדית לקיימות

להפחית פסולת חומר

הדפסה תלת מימדית משתמשת ב"ייצור תוסף" כדי לבנות חלקים שכבה אחר שכבה, אשר יכול להגדיל את השימוש בחומר ב-30% -90% בהשוואה לשיטות ייצור "חיתוך" מסורתיות. לקחת חלקי טיטניום למנועי מטוסים כדוגמה, כ -90% מהחומרים נזרקים בעיבוד מסורתי, בעוד הדפסה תלת מימדית יכולה לשלוט בפסולת לפחות מ -10%. זה לא רק משפר את יעילות הייצור, אלא גם משיג חישוב זהיר של חומרי גלם במקור, שהוא נציג טיפוסי של ייצור ירוק ודפסה תלת ממדית מסלול הגנת הסביבה.

הפחתת טביעת הרגל הפחמנית

הדפסה תלת מימדית תומכת ב"ייצור מופקד" ומגשמת ייצור בין-אזורי, מופץ ומקומי. מודל זה יכול לקצר באופן משמעותי את נתיב הלוגיסטיקה ולהפחית את פליטות הפחמן הנגרמות על ידי תחבורה, והוא קשר מפתח באסטרטגיית קיימות הדפסה תלת מימדית.

מפעל הספיד שהוקם על ידי אדידס באנסבאך, גרמניה, משתמש בהדפסה תלת מימדית, רובוטים וטכנולוגיות ייצור דיגיטליות כדי להשיג ייצור מקומי ובדרישה. המפעל מטרתו לייצר כ-500,000 זוגות נעליים בשנה, להפחית באופן משמעותי את הביקוש הלוגיסטי לתחבורה מבסיסי ייצור אסיאתיים לשוק האירופי, ובכך להפחית את פליטות הפחמן במהלך התחבורה.

תמיכה בכלכלה המעגלית

יותר ויותר ספקי חומר משיקים חוטי הדפסה תלת מימדית ניתנים למחזור (כגון PETG, rPET, PLA וכו '). פתרונות הדפסה תלת ממדית מעגליים מוצגים בהדרגה לתרחישים כגון חינוך, מכשירי בית ואריזה, ומספקים הדגמות חשובות למימוש הכלכלה המעגלית של הדפסה תלת ממדית ולקידום קיימות הדפסה תלת ממדית.

אתגרים אמיתיים מול הגנת הסביבה בדפסה תלת מימדית

למרות שהדפסה תלת מימדית יש יתרונות סביבתיים פוטנציאליים, היא עדיין מתמודדת עם מגבלות רבות ביישומים מעשיים:

צריכת אנרגיה גבוהה

תהליכי הדפסה המרכזיים כגון FDM ו- SLS צורכים פי 3-5 יותר אנרגיה לכל קילוגרם חומר מאשר עיצוב הזרקה בממוצע. עבור ייצור תעשייתי הדורש ייצור המוני, זהו אתגר גדול במונחים של בקרת פליטות פחמן. הדפסה תלת מימדית של מתכת, במיוחד טכנולוגיית ההתמסה הלייזרית הסלקטיבית (SLM), יש יתרונות בייצור עובנים מורכבים, אבל לא ניתן להתעלם מבעיית צריכת האנרגיה שלה.

על פי דו"ח של המכון האמריקאי למחקר הטכנולוגיה לאמנות עמוקה, לוקח 18-24 שעות להדפיס הכנסת עובש תעשייתי, אשר שווה בערך לצריכת החשמל של משק בית במשך שלושה ימים. זה מהווה אתגר ישיר למטרות ההגנה על הסביבה של הדפסה תלת מימדית, ויש צורך דחוף באופטימיזציה של הנתיב הקיים של הדפסה תלת מימדית ולהפחית את צריכת האנרגיה.

סוגי החומרים מוגבלים ואינם יכולים להיות ממוחזרים לחלוטין

למרות ניסיונות למחזר חומרים, החומרים המסחריים המרכזיים עדיין הם בעיקר מוצרים פטרוכימיים (כגון ABS ו- PA12). חומרים מסוימים קשה להשתמש בהם מחדש או לא ניתן להפריד ביולוגית, ועדיין מהווים איום פוטנציאלי על המערכת האקולוגית. שיפור מנגנון המחזור הוא חלק חיוני לשיפור הקיימות של הדפסה תלת מימדית.

פליטות חומרי חלקיקים עדיין לא מוערכות

מחקרים הראו כי כמה מכשירי FDM ו- SLA משחררים חלקיקים עדינים ביותר (UFPs) ותרכובות אורגניות מתנדדות במהלך תהליך הדפסה. אם לא מותקן מסנן, זה יוצר סכנה לטווח ארוך למערכת הנשימה האנושית. זה מזכיר לנו ש"הגנת הסביבה" היא לא רק מדד פליטה מאקרו, אלא גם צריך לשים לב לאיכות האוויר המיקרו, כדי באמת להבין את היישום המלא של מושג הגנת הסביבה של הדפסה תלת מימדית.

איך להפוך את הדפסה תלת מימדית יותר ידידותית לסביבה?  

על מנת לעבור בצורה מציאותית יותר לעבר ייצור בר קיימא, התעשייה חוקרת סדרה של אמצעי נגד ספציפיים:

ליצור מעגל סגור

חברות רבות בונות מעגל סגור של "מיחזור-עיבוד-יצירה מחדש-הדפסה מחדש". לדוגמה, בקבוקי פלסטיק שנזרקו מעוצבים מחדש לחיטים באוניברסיטאות ובמרחבי יצרנים, ולאחר מכן משמשים להדפיס חלקים שאינם נושאים עומס כגון חתיכות תצוגה וכלים. קידום המיקום של מערכת המחזור הוא נתיב חשוב לבניית קיימות הדפסה תלת ממדית.

אופטימיזציה של פרמטרי צריכת אנרגיה

באמצעות אופטימיזציה של נתיב אלגוריתם, שליטה באזור חם, שינה אינטליגנטית ושיטות אחרות, צריכת האנרגיה היחידה של ציוד הדפסה תלת ממדית יכולה להפחית במעלה מ-30%. תחזוקה קבועה של ציוד ושילוב משימות קבוצות יכולים גם להפחית ביעילות את צריכת האנרגיה הלא יעילה, מסייעת לקידום קידום מתואם של הגנת הסביבה של הדפסה תלת מימדית ומטרות ייצור ירוק.

מחזור קבצים נכשלים כדי להפחית את בזבוז המשאבים

שיעור הכישלון של הדפסה תלת מימדית הוא בדרך כלל בין 8% ל-15%. הקמת מערכת עיבוד מחדש למבני תמיכה וחלקי פסולת, כגון מכשיר מיקרו-מחזור לריבוש → ייבש → חוט מחדש, יכול להפחית באופן משמעותי את פסולת חומרי הצריכה ולחזק עוד יותר את מנגנון ההגנה על הסביבה ומערכת המחזור של חומרים של הדפסה תלת ממדית.

העלאת מודעות סביבתית

הרבה פסולת אנרגיה וחומר מגיעה מתכנון לא הגיוני. קידום סטנדרטי עיצוב ירוקים לקורסים במכללות ומערכות אישור בתעשייה וחיזוק המודעות הסביבתית ברמת העיצוב הם הבסיס של אסטרטגיית קיימות הדפסה תלת ממדית.

הדפסה תלת מימדית אינה ידידותית לסביבה באופן טבעי, אבל יש לה את היתרונות של פסולת חומר נמוכה, גמישות גבוהה וייצור תוספי דיגיטלי לחלוטין. על ידי בניית מנגנון מיחזור חומר, שיפור יעילות האנרגיה ויישום מושגי עיצוב ירוק, הדפסה תלת מימדית יכולה להפוך בהדרגה לכוח מפתח בייצור

רוצים להעריך אם פתרון הדפסה תלת ממדית שלכם עומד בסטנדרטים סביבתיים? למד עוד על שירותי הדפסה תלת מימדית שאנו מספקים.