Je 3D tisk ekologický?

Dvě věci jsou na vzestupu: změna klimatu a 3D tiskárny v domácnostech. Možná se proto ptáte, zda je 3D tisk ekologický?

Vzhledem k velkému množství plastů a tiskárnám, které běží několik dní v kuse, je nepravděpodobné, že by 3D tisk byl dobrý pro životní prostředí.

Možná vás však překvapí, jak se 3D tisk vyrovná starým výrobním metodám, a rádi uslyšíte, že máte k dispozici ekologičtější možnosti.

Jaký je tedy dopad 3D tisku na životní prostředí a může být někdy ekologický?

Za prvé: Co je 3D tisk?

3D tisk je aditivní výrobní proces který vytváří objekt vrstvu po vrstvě, dokud není hotový produkt dokončen.

To se liší od subtraktivní výroby, která začíná, řekněme, blokem dřeva a rozřezává se až na konečný produkt, možná dřevěnou lžíci.

Jednou z výhod 3D tisku jako aditivního procesu je méně odpadu. Namísto toho, abyste začali s blokem materiálu, začnete od nuly a k výrobě předmětu použijete pouze nezbytné množství.

To je důvod, proč je 3D tisk chytrou volbou pro výrobu objektů a zdánlivě ekologičtější možností.

Měli byste být 3D tiskem?

Všechny ty řeči o výrobě zní, jako bychom hromadně vyráběli nějaký předmět, že?

Tuto technologii však používají hobby designéři a tvůrci, kteří si rádi staví DIY předměty ze svých domovů.

S 3D tiskem můžete vytiskněte si suvenýry z vašeho oblíbeného televizního pořadu nebo vytisknout skříň počítače, což z ní dělá neuvěřitelně vzrušující technologii. Pokud vám to zní jako užitečné nebo vás to jen baví, můžete s tím začít průvodce 3D tiskem pro začátečníky.

Ale mějte na paměti, že nyní přinášíte na svět plastové předměty, které dříve neexistovaly, as touto silou přichází zodpovědnost.

Prvním krokem je začít tím, že se seznámíte se svými materiály.

Pojďme si doplnit typy vláken

Existuje několik různých typů 3D tiskáren a materiálů. Abychom zúžili zaměření, budeme hovořit o jedné z nejoblíbenějších možností: fúzovaném depozičním modelování nebo běžněji označovaném jako FDM.

Špatnou zprávou je, že 3D tisk používá k tisku objektů plastová vlákna a dva hlavní používané typy jsou ABS (akrylonitrilbutadienstyren) a PLA (kyselina polymléčná).

Dobrou zprávou je, že nejsou stvořeni stejně a rychlé srovnání jejich vlastností ukáže, která z nich má menší dopad na životní prostředí.

břišní svaly

- Ropný derivát (plast na bázi oleje)

- Odolnost vůči vysokým teplotám

- Silný a odolný

- Uvolňuje toxické výpary

- Nedegraduje

- Nerecyklovatelné

CHKO

- Termoplast na bázi kukuřice

- Odolnost vůči nízkým teplotám

- Neuvolňuje výpary

- Nevhodné pro odolné díly

- Časem biologicky odbouratelné

- Recyklovatelné

Možná jste si všimli, že jeden ze dvou plastů je recyklovatelný a naštěstí pro nás je to nejpoužívanější filament pro 3D tisk: PLA.

Na výběru vlákna záleží

Vzhledem k tomu, že PLA je vyroben z obnovitelného zdroje, který běžně pochází z kukuřice, má ekologický rys, že je recyklovatelný a biologicky rozložitelný.

To se nedá říci o termoplastu ABS na olejové bázi, který nelze recyklovat a není rozložitelný.

Možná se budete divit, proč by si někdo vůbec vybral ABS vlákno. No, to se týká jeho vlastností pevnosti a odolnosti, které ve srovnání s PLA budou mnohem trvanlivější po celou dobu životnosti předmětu.

Přemýšlejte o LEGO: pravděpodobně ještě někde máte krabici těch malinkých plastových kostek, stále v perfektně použitelném stavu. Je to proto, že je vyrobeno z ABS plastu a je dostatečně pevné, aby vydrželo velmi dlouho.

Takže z těchto dvou možností má PLA vlastnosti šetrnější k životnímu prostředí, ale kromě plastů je třeba zvážit více.

A co spotřeba energie?

3D tisk vyžaduje čas; mluvíme o více než několika hodinách a až několika dnech tisku jednoho objektu.

Například tento malý figurka ovce tisk přitom zabere něco málo přes 2 hodiny měsíční lampa zazní minimálně 3 dny, během kterých bude vaše tiskárna celou dobu v provozu. Zní to jako hodně síly, že?

Navzdory dlouhé době tisku budete rádi, když budete vědět, že náklady na provoz 3D tiskárny vám nezanechají extrémně vysoký účet za elektřinu.

To do značné míry závisí na příkonu vaší tiskárny a teplotě, kterou váš návrh vyžaduje. Například Flashforge Creator Procan stojí přibližně tři centy za hodinu, zatímco provoz Monoprice Mini Delta může stát jen jeden cent za hodinu.

To vše se zdá rozumné, ale v kontextu jiných výrobních procesů, jako je inkoustové nebo strojní frézování, 3D tiskárny ve skutečnosti spotřebují více energie. Jak jsme zmínili dříve, druhou stranou je, že 3D tisk neplýtvá zdaleka tolik surovin.

Ať tak či onak, i když vás provoz 3D tiskárny nemusí stát mnoho peněz, být si vědom spotřeby energie a šetřit elektřinou je celkově lepší pro naše životní prostředí.

Mějte přehled o spotřebě energie

Většina energie spotřebované při 3D tisku pochází z ohřevu trysky, která taví plast, a navíc z ohřevu vyhřívaného tiskového lůžka, pokud nějaké máte.

Jak jsme viděli dříve, PLA filament se taví v nižším bodě než ABS, takže tisk vyžaduje méně energie. Pokud však pro svůj objekt použijete ABS vlákno, budete také potřebovat topné lůžko, aby se zabránilo deformaci, což zvyšuje požadavky na vytápění.

Volba vlákna PLA je jistě nízkoenergetickou variantou. Přesto, abyste získali představu o tom, kolik energie vaše výtisky spotřebovávají, měli byste používat zařízení pro sledování energie pro podrobnou zprávu.

Výkonové rozdíly

Když budete věnovat pozornost tomu, kolik wattů vaše 3D tiskárna spotřebuje, získáte také představu o tom, kolik energie vaše 3D tiskárna spotřebuje ve srovnání s jinými možnostmi.

Abychom pochopili, jak se 3D tiskárny liší ve výkonu, můžeme porovnat dvě tiskárny zmíněné výše. Cenově dostupný Monoprince Mini Delta spotřebuje během procesu tisku asi 60 W, zatímco větší a dražší Flashforge Creator Pro spotřebuje 250 W.

To ukazuje obrovský rozdíl mezi 3D tiskárnami, které máte k dispozici, když zvažujete, který model by mohl být šetrnější k životnímu prostředí.

Další úvahou je nákup 3D tiskárny s integrovaným uzávěrem, který pomůže zabránit tepelným ztrátám a dále sníží vaši spotřebu energie.

Pokud se však stále obáváte, kolik energie bude vaše 3D tiskárna čerpat, stojí za to si ji ponechat na paměti, že když je zasazen do kontextu jiných elektronických zařízení, je stále velmi energeticky účinný.

Zatímco spotřeba energie dvou 3D tiskáren, které jsme dříve porovnávali, se pohybuje od 0,07 kWh do 0,24 kWh, typický stolní počítač spotřebuje přibližně 1,05 kWh, což je více než čtyřnásobek tohoto množství.

Objektový život

Zjištění dopadu 3D tisku je složité a závisí na více než jednom faktoru, ale je třeba mít na paměti jednu jednoduchou věc: „Jak dlouho můj objekt vydrží?“

Vytváření předmětů, které jsou účelné a které budou pravděpodobně uchovány po mnoho let, pomůže zabránit tomu, aby plasty zbytečně neskončily v zemi. Je to něco, na co se snadno zapomene, když jsou k dispozici tisíce skvělých a estetických návrhů k tisku.

Když přemýšlíte o svém dalším 3D tištěném předmětu, začněte tím, že si položíte otázku, zda je to předmět, který chcete uchovávejte po dlouhou dobu nebo alternativně, pokud jej lze recyklovat, znovu použít nebo darovat, pokud již nechcete to.

Je tedy 3D tisk ekologický?

Celkově použití plastů, spotřeba tiskáren a možnost, že objekt bude mít zkrat životnost produktu znamená, že 3D tisk nakonec není zcela ekologický – ale rozhodně směřuje správným směrem směr.

Volba obnovitelného materiálu, jako je PLA, je lepší volbou pro recyklaci, zatímco pokroky v technologii 3D tisku časem vytvoří stroje, které spotřebují méně energie. Procesem aditivní výroby se také plýtvá mnohem méně materiálu, než tomu bylo u předchozích výrobních metod, takže se vyplatí pokračovat v inovaci.

S více ekologicky uvědomělými designéry a výrobci začínáme vidět 3D tiskovou hlavu pozitivním směrem.

6 nejlepších míst k hledání modelů pro 3D tisk

Chcete najít nejlepší 3D modely k tisku? Zde jsou některé z nejlepších webových stránek, kde je hledat.

Přečtěte si další

O autorovi