miercuri, iunie 23

Imprimarea 3D este o tehnologie curata?

Spread the love

Intr-o perioada in care copiii sunt departe de scoala si majoritatea oportunitatilor de iesire si de distractie in familie sunt inchise din cauza COVID-19, oamenii au nevoie de activitati distractive si chiar educative pe care le pot face acasa. Iar testarea unei imprimante 3D este o astfel de activitate, datorita activitatilor pe care le poti face cu ajutorul acesteia.

Creality Ender 3 este o imprimanta 3D accesibila, disponibila pe piata din Romania la un pret aproximativ de 1200 lei.

Fabricare aditiva vs substractiva

Cel mai mare plus din punct de vedere al mediului la printarea 3D este modul in care functioneaza. Majoritatea metodelor de fabricare sunt substractive, ceea ce inseamna ca incep cu o bucata solida de material (plastic, metal sau lemn) si apoi taie sau ard partile care nu sunt necesare. Aceasta genereaza o multime de material rezidual, care trebuie sa fie apoi aruncat la gropile de gunoi si care poate ajunge chiar in oceane, sau procesat pentru a fi folosit ca materie prima, ceea ce necesita energie pentru topire, tocare sau reconvertire.

Imprimarea 3D – cunoscuta si ca fabricare aditiva – face exact opusul, iar cel putin in teorie nu produce deseuri. Imprimanta 3D pe care o luam drept exemplu foloseste o bobina de filament de plastic ca materie prima. Este ca o guta de pescuit foarte groasa (1.75 mm) si vine in bobine de 2 kg. Imprimanta trage filamentul de pe rola si o impinge prin “capatul fierbinte”, o duza care functioneaza ca un pistol de lipici fierbinte. Aceasta duza se misca pe trei dimensiuni cu motoare stepper, trepte de viteza si centuri si aseaza plasticul topit in straturi subtiri. Ea aseaza straturile unul peste altul pentru a produce forma pe care programezi masina sa o faca.

Majoritatea imprimantelor 3D de larg consum folosesc plasticul, insa imprimantele mai scumpe (in general cele destinate utilizarii industriale sau comerciale) pot folosi metal si alte materiale pentru productia aditiva. Este o tehnologie in schimbare rapida, care se imbunatateste si scade ca pret, astfel ca in viitor ne vom putea bucura si acasa de printarea cu metal.

Deseurile continua sa fie o problema

Productia aditiva produce in teorie mai putine reziduuri, insa in practica nu este intotdeauna asa.
Desi modelele consacrate sunt in general usor de printat, daca cineva vine cu un design original poate avea nevoie de mai multe incercari si schimbari pentru a face un produs corect.

Daca modelul nu apare pe un site de profil pentru ca si altii sa il poata printa (de pilda Thingiverse sau DEFCAD), designul final se va putea face doar de cateva ori, ceea ce va crea un raport mare de deseuri fata de produsul util. Din acest motiv, partajarea designurilor utile ar trebui sa fie incurajata.
O alta sursa de deseuri in urma printarii 3D apare atunci cand un design iese prea mult in consola pentru ca plasticul care se usuca sa se poata sustine singur. Pentru a depasi acest impediment, este necesar sa fie folosite suporturi sau mici picioruse subtiri si brate care sa impiedice printul sa colapseze.

Cand printul este finalizat si indepartat de pe suprafata de constructie, aceste suporturi trebuie sa fie trase sau taiate de pe print si apoi aruncate.
Pe multe site-uri unde sunt partajate si imbunatatite designuri 3D, se poate vedea ca primele forme ale designurilor unui proiect necesita adesea mult sprijin. Pe masura ce designul se imbunatateste, designerii priceputi aduc adesea mici schimbari modelului, pentru a reduce sau a elimina nevoia de sprijin. Cei mai priceputi designeri se gandesc la asta de la inceput si creaza modele care reusesc sa se sustina singure din stadiul de proiect.

O ultima sursa de deseuri este reprezentata de erorile date de masina, in sine. Asta se intampla cel mai mult in cazul utilizatorilor noi, care nu stiu ce fac, dar li se poate intampla si designerilor experimentati, ori de cate ori fac schimbari la modele. Noile tipuri de plastic, upgrade-urile masinii, masinile noi si modelele complexe se pot dovedi o adevarata provocare pentru oricine, indiferent de nivelul de pricepere.
Problema erorii nu va disparea niciodata, dar poate fi redusa intrucatva prin invatare.

Energia

Imprimantele 3D folosesc electricitatea pentru a topi plasticul sau alte materiale atunci cand printeaza. Daca acest consum are sau nu un impact negativ fata de mediu va depinde – ca si in cazul masinilor electrice – de sursa electricitatii. Daca produci acasa energia solara pe care o consumi, impactul printarii 3D va fi minim. Dca folosesti energia din retea, impactul va depinde de mixul de surse folosit de reteaua ta locala.

Daca fabrici produse pe care le vei utiliza local, o imprimanta 3D va reduce nevoia de transport si productie in alta parte, ceea ce va fi un impact pozitiv.
Pe de alta parte, daca produci obiecte pe care le expediezi, nu exista niciun beneficiu.
Oricum ar fi, filamentul trebuie sa provina de undeva, asa ca va exista totusi si necesitatea transportului.

Cand sunt folosite industrial, partile printate pot avea un impact pozitiv important, mai ales asupra transporturilor. De pilda, o piesa auto printata 3D goala, si nu plina cu metal sau plastic, este mai usoara, iar greutatea piesei contribuie la energia utilizata de-a lungul vietii sale doar pentru a fi miscata. Productia aditiva permite, de asemenea, o complexitate mai mare dintr-o parte, iar GE a folosit asta foarte bine cu cele mai noi motoare ale sale pentru avioane si turbopropulsoare.

Acest lucru nu a permis numai motoare mai eficiente pentru avioane, ci a permis si fluxuri de lucru mai simplificate, o complexitate redusa in lantul de distributie (si costuri de shipping asociate), precum si mai putine esecuri. Toate aceste lucruri reduc impactul fata de mediu. Efectele tuturor acestor imbunatatiri se contorizeaza in timp.

Ce facem cu poluarea cu plastic?

Ca si in cazul tuturor celorlalte aspecte ce tin de printarea 3D, depinde.
Cel mai frecvent material utilizat in printarea 3D la domiciliu este PLA sau acidul polilactic. Majoritatea persoanelor aleg sa-l foloseasca pentru ca este usor de lucrat si este relativ puternic, dar este, de asemenea, si foarte fragil in comparatie cu alte tipuri de materiale plastice.

In ciuda dezavantajelor, este foarte indulgent cu greselile minore si are tendinta de a face printuri foarte bune intr-o gama foare variata de conditii.

Din punct de vedere ecologic, cel mai mare avantaj al sau este ca provine din surse biologice, foarte adesea din plante precum porumbul. Deoarece plantele preiau dioxid de carbon din aer, PLA este in mare parte neutru din punct de vedere al carbonului. Un alt avantaj este acela ca este biodegradabil, insa degradarea este lenta la temperatura mediului ambiant. Pentru a face acest material cu adevarat sustenabil, trebuie sa te asiguri ca produsele printate ajung sa fie compostate sau reciclate industrial si nu in depozite de deseuri sau in mare.

Intr-un depozit de deseuri sau in mare, PLA se va degrada in cele din urma, numai ca ar avea nevoie de sute de ani. Cu toate acestea, acest tip de plastic nu este toxic pentru organism, asa cum se intampla cu alte tipuri de materiale plastice. De exemplu, PLA este utilizat in mod obisnuit in procedurile medicale in care trebuie folosit un tip de surub. El se degradeaza lent in acidul lactic din organism si nu este daunator pentru pacient.

Alte tipuri de materiale plastice obisnuite pentru printare nu provin din surse biologice si nu sunt biodegradabile. Ele pun aceleasi probleme pe care le pun oricare alte produse din plastic dupa printare.
Printarea industriala cu metal este probabil mai reciclabila si aceasta tehnologie va avea probabil un pret mai redus in timp, facand astfel printarea 3D sa devina mai sustenabila.

Emisiile imprimantei 3D in sine

Un alt efect negativ al imprimarii 3D vine chiar de la imprimanta. Studiile au descoperit ca atunci cand are loc procesul de printare, mici bucati de plastic si anumiti compusi organici volatili ajung in aer, iar inhalarea acestora prin respiratie nu este o idee buna. Ele pot agrava astmul si alte probleme de respiratie, in timp ce unele dintre emisii sunt daunatoare pentru intreaga populatie, nu doar pentru categoriile amintite.
Exista insa, cateva moduri de a atenua aceasta problema.

Cel mai simplu este sa plasezi imprimanta 3D intr-o carcasa de orice fel. Emisiile apar numai atunci cand imprimanta functioneaza si dispar destul de repede dupa ce se opreste. Asezarea imprimantei intr-o carcasa de plastic sau de lemn retine emisiile si protejeaza persoanele din jur. Daca trebuie sa deschizi carcasa si sa verifici cum se desfasoara activitatea, e bine sa folosesti o masca pentru a proteja caile respiratorii.

Unele locuri de munca plaseaza toate imprimantele 3D intr-o camera si nu permit accesul angajatilor fara aparat de respirat atunci cand masinile sunt in stare de functionare. Este practic o idee similara cu cea a carcasei, numai ca la o scara mai mare.

Ventilatia este o alta abordare benefica pentru protectia impotriva acestor emisii. Mentinerea ventilarii aerului si folosirea sistemelor de filtrare ajuta la mentinerea aerului curat. De asemenea, atentie la curentii de aer in mediul in care se printeaza, pentru ca unele tipuri de materiale plastice se pot deforma sau indoi atunci cand aerul mai rece sufla peste ele in timpul uscarii.

Concluzie

La fel ca in cazul multor tehnologii, impactul imprimarii 3D asupra mediului depinde in mare masura de alegerile facute de utilizator. Alegerile ce tin de design, de sursele de energie, de tipurile de plastic utilizate si de reciclarea corecta, conteaza toate foarte mult. Siguranta la locul de munca si la domiciliu este, de asemenea, extrem de importanta.

Cand facem alegeri informate, tehnologia poate fi foarte curata; in schimb, daca ignoram impactul sau nu ne informam in mod adecvat, tehnologia poate fi destul de daunatoare.

Sursa: https://cleantechnica.com/2021/01/25/is-3d-printing-a-clean-technology/

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *