5 инновационных способов использования 3D-печати для устойчивого развития

Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, представляет собой технологию производства, обычно использующую пластики в сочетании с металлическими порошками. От мебели до частей человеческого тела, все проекты 3D-печати начинаются с графического дизайна и превращаются в цельный продукт. Несмотря на экологические недостатки 3D-печати, такие как чрезмерное потребление энергии и токсичные побочные продукты, которые они производят, компании находят баланс с помощью новых технологий и экологически чистых материалов.

Цели устойчивого развития для 3D-печати

По мере того, как аддитивное производство (AM) становится все более популярным, предприятия пересматривают свои методы производства, чтобы выяснить, как использовать более экологичные материалы, сохраняя при этом экономию средств и эффективность. В соответствии с природоохранным законодательством у компаний теперь есть цели устойчивого развития, которыми они должны руководствоваться в своих усилиях:

• Поддерживать экономику замкнутого цикла, позволяя повторно использовать материалы и продукты как можно больше раз.
• Закончить цикл пластиковых отходов и мусора, который попадает на свалки, в океаны и мусоросжигательные заводы.
• Сократите выбросы углекислого газа за счет минимизации транспортировки материалов.

Эта приверженность экологически безопасным методам привела к успешным и осуществимым решениям. Вот как компании AM вносят свой вклад в усилия по обеспечению устойчивого развития.

1. Сокращение пластиковых отходов

К сожалению, большая часть пластиковых изделий попадает в наши океаны по всему миру. Одним из способов борьбы с этим загрязнением является сокращение пластиковых отходов. Благодаря послойному методу нанесения при 3D-печати используется минимальное количество материала, не требуется обрезка. В отличие от методов субтрактивной обработки, 3D-печать оставляет пустые места посередине или конструкции, в которых материалы не нужно удалять или тратить впустую. Таким образом, расходуется меньше пластика и выбрасывается меньше отходов.

2. Использование биоразлагаемых материалов

Сырье на биологической основе теперь используется в процессах 3D-печати. Одним из распространенных веществ является биоразлагаемый растительный полимер, называемый PLA, который часто производится из кукурузы, но может также включать древесину, сою, морские водоросли или водоросли. Недавние достижения в области полимеров на водной основе от группы Mediated Matter Group Массачусетского технологического института включают в себя такие другие натуральные ингредиенты, как целлюлоза и карбонат кальция.

Еще одна компания, производящая продукты из биоразлагаемых материалов, — индийская компания Spectalite. Сочетая сельскохозяйственные отходы и возобновляемые ресурсы для производства, биокомпозитные материалы Spectalite используются в самых разных отраслях:от упаковки до автомобилестроения, обработки материалов, предметов домашнего обихода и мебели.

3. Переработка пластика

Еще одним вариантом, способствующим устойчивости в AM, является переработка выброшенных пластиковых предметов или повторное использование пластикового лома с заводов. Один из способов сделать это — изготовить новые полимерные нити, которые еще прочнее исходных полимерных волокон. В настоящее время существуют машины, которые перепрофилируют очищенные и измельченные термопласты. Затем маленькие кусочки проходят через экструдер, создавая новые переработанные нити.

Например, если вы отправитесь в Салоники, Греция, вы можете найти 3D-печатную уличную мебель, расставленную по всему сообществу. В партнерстве с городской лабораторией Zero Waste Lab исследовательская и проектная группа The New Raw начала проект по переработке пластмасс. Они призвали граждан сдавать свои пластиковые предметы на переработку, а затем лаборатория изготовила мебель с помощью 3D-печати из собранного пластика. Помимо мебели в Салониках, The New Raw также использовала переработанный пластик для изготовления ракушек и посуды.

4. Сокращение выбросов

Часто продукты должны быть отправлены на другие предприятия для упаковки или других конечных применений. Если производители могут завершить производственный процесс на одном предприятии, это снижает потребность в транспортировке материалов — меньше поездок на грузовиках или самолетах, меньше выбросов выхлопных газов и углеродного следа. Кроме того, удаленный доступ упрощает передачу 3D-проектов по электронной почте, избавляя от необходимости путешествовать по дороге.

Исследователи в области строительства считают цемент экологически опасным, ссылаясь на его вредные выбросы углекислого газа. В качестве альтернативы цементу португальская компания eCO2Blocks производит тротуарные блоки с отрицательным выбросом углерода. Вместо использования природных ресурсов в eCO2Blocks используется сочетание непитьевой воды, технологии поглощения углекислого газа и промышленных отходов.

5. Сохранение экосистемы

В результате глобального потепления естественные коралловые рифы ухудшаются по всему миру. С помощью 3D-печати исследователи из Франции и Австралии могут создавать пластиковые рифы. Искусственные рифы устанавливаются рядом с естественным рифом, что способствует возобновлению роста кораллов и восстановлению естественных обитателей рифа.

Переработка для AM также помогла избавиться от пластикового мусора в океане. Например, New Raw собирает брошенные рыболовные сети, которые ловят и убивают водные виды. Затем сетки перерабатываются для создания новых пластиковых изделий, напечатанных на 3D-принтере.

Заключение

Эксперты прогнозируют, что 3D-печать, также известная как технология аддитивного производства, будет развиваться и в конечном итоге присоединится к традиционным инструментам обработки материалов или заменит их. Тем временем исследователи находят больше решений, позволяющих сделать 3D-печать экономичной и устойчивой процедурой. Поскольку методы производства материалов меняются с учетом трех принципов (сокращение, повторное использование, переработка), предприятия могут соблюдать экологические нормы, а также производить качественную, экологически чистую продукцию.