¿Es realmente ecológica la impresión 3D?

La huella de carbono de la impresión 3D: ¿es sostenible?

Los resultados del estudio de la Comisión Europea indican que la impresión 3D, a veces llamada "fabricación aditiva", tiene el potencial de un 5–27% de reducción En el uso de energía global en 2050. El uso reducido de materia prima se correlaciona directamente con una menor demanda de extracción de recursos naturales, menos emisiones del abastecimiento y procesamiento de materia prima (¡hasta un 50%!), Y menos desechos, lo que hace que este sea un beneficio importante de la impresión 3D.

Cualquier empresa que considere los beneficios ambientales y financieros de la impresión 3D encontrará estos números alentadores. Habrá cambios sísmicos en el edificio, la moda, las industrias industriales e incluso médicas como resultado de la fabricación aditiva. Sin embargo, ¿qué tipo de beneficios ambientales ofrece la impresión 3D? Cuando se trata de esfuerzos de sostenibilidad, ¿cómo beneficiará a las personas, las empresas y el planeta?

Podemos echar un vistazo a los numerosos avances de impresión 3D que podrían ayudar a avanzar en la sostenibilidad ambiental, así como los pros y los contras de la impresión 3D.

¿Por qué es importante que los fabricantes consideren el impacto ambiental?

El consumo de energía en las fábricas es alto. La industria de la ingeniería, los procesos de fabricación y el transporte de componentes a través de cadenas de suministro son los principales contribuyentes a las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, ¿cómo beneficia esto a la empresa? Cada vez más, las empresas están viendo los beneficios financieros de ser ambientalmente sensibles.

Los procedimientos de fabricación sostenibles mejoran la eficiencia operativa y facilitan el cumplimiento regulatorio al reducir el uso y los desechos de energía. Además, se está convirtiendo en el estándar para que las empresas utilicen métodos sostenibles. La investigación muestra que los clientes son más leales a las marcas y están preparados para pagar una prima por los artículos hechos de manera sostenible, como Harvard Business Review señalado en 2016.

Más de la mitad del 750 ejecutivos encuestados En 2021, dijo que "sus iniciativas de sostenibilidad ambiental impulsaron de manera calificada su desempeño financiero corporativo", lo que indica que los inversores y los socios de la cadena de suministro prefieren organizaciones de conciencia ambiental, sino también los empleados.

¿Qué tan ecológico es la impresión 3D?

1. Disminución de la basura

El hecho de que la impresión 3D genera mucho menos basura que los métodos de fabricación convencionales es una gran ventaja. Hacer un producto utilizando métodos tradicionales y sustractivos implica perforar, cortar y dar forma a las materias primas. Muchas de las materias primas terminan en la basura debido a esto, lo que generalmente produce muchos desechos. Por otro lado, la impresión 3D utiliza precisamente la cantidad de material requerido para producir un artículo debido a su naturaleza adictiva. La impresión es un proceso eficiente y exigente que deja poco espacio para los desechos del material. Ha habido afirmaciones de que la impresión 3D puede reducir la chatarra de producción por tanto como 90% en comparación con las técnicas de fabricación más convencionales.

2. Reduzca el consumo de energía y agua

Los procedimientos de producción tradicionales necesitan mucha energía para la producción, el transporte y el ensamblaje, así como mucha agua para la limpieza y el enfriamiento. Por otro lado, la impresión 3D generalmente no requiere agua y utiliza mucha menos energía que los métodos de fabricación tradicionales. Esto se debe a que simplemente necesita la potencia para calentar el material de impresión y ejecutar la impresora, lo que reduce aún más el efecto ambiental.

3. Producción localizada

El transporte de productos de un lugar a otro, ya sean materias primas o bienes completos, puede ser extremadamente energía y la contaminación. Al hacer posible imprimir las cosas allí mismo, la impresión 3D disminuye el impacto ambiental de la fabricación al eliminar el envío por completo. Como resultado, las empresas pueden hacer las cosas localmente y según la demanda, lo cual es excelente para la producción a pequeña escala.

4. Personalización y personalización

Es una práctica habitual producir una gran cantidad de productos similares, independientemente de la demanda. Además del aumento del uso de energía y las emisiones de carbono, esto puede causar una exageración de inventario y desechos. No habrá excedentes de stock o materiales desperdiciados debido a la capacidad de la impresión 3D para producir artículos personalizados únicos. La impresión 3D también facilita la fabricación de piezas de repuesto para productos ya existentes, lo que significa que esas cosas duran más, los consumidores no tienen que comprar otras nuevas con tanta frecuencia y el medio ambiente se beneficia aún más.

5. Reciclaje y reutilización

La capacidad de reciclar y reutilizar materiales es la última razón por la cual la impresión 3D es ecológica. Hay menos efecto en el medio ambiente porque muchas impresoras 3D pueden usar metal o plástico reciclado.

Además, los diseñadores ahora pueden imprimir geometrías extremadamente complicadas, lo que permite la creación de piezas que son fáciles de deconstruir y reciclar una vez que su vida útil ha terminado y que no requieren adhesivos o sujetadores.

6. Construcciones de costo y tiempo para ahorrar tiempo

La interrupción de los métodos convencionales de diseño y construcción de edificios es una de las áreas más intrigantes para la sostenibilidad y la impresión 3D. ¿Son las casas de impresión 3D amigables con el medio ambiente? ¡Por supuesto! La fabricación aditiva ofrece numerosos usos y ventajas de edificios sostenibles, incluidas paredes y concreto impresos en 3D. Al eliminar la necesidad de mover los materiales voluminosos y pesados, la impresión 3D ayuda a la industria de la construcción a reducir su enorme huella de carbono.

Como ejemplo, Arup, Líder global en ingeniería y construcción sostenible, impresiones 3D personalizadas componentes de acero bajo demanda en lugar de confiar en una sola fábrica para enviarlos por todo el mundo. También ayuda a reducir la basura. Esto es un gran problema ya que, según los últimos modelos de construcción,, 30% de todos los materiales de construcción Termine desperdiciado en cualquier sitio de construcción en particular.

Los vertederos de EE. UU. Recibieron un asombroso 600 millones de toneladas de basura de material en 2018 de las operaciones de construcción y demolición. Se podría encontrar un posible remedio para los crecientes costos de vivienda de los Estados Unidos y la disparidad generalizada de viviendas en los precios decrecientes del mercado de impresoras 3D. Tomó menos de un día y menos de $ 10,000 para construir la primera casa impresa en 3D en Austin en 2018.

La firma china Winsun Ahora ofrece planes de casa imprimidos en 3D ecológicos construidos a partir de materiales reciclables como acero, cemento, escombros y fibra de vidrio por menos de $ 5,000. Con ambiciones de expandirse a más de veinte naciones más, la empresa ya ha construido residencias en China y Arabia Saudita, entre otros lugares. Uno de ellos es el El más alto del mundo Estructura impresa 3D.

¿Por qué la impresión 3D no es totalmente amigable con el medio ambiente?

A primera vista, la impresión 3D parece ser un método fantástico para producir productos para numerosos sectores; Sin embargo, ¿cuál es la captura? Algunos pasos en el proceso de impresión 3D toman mucha potencia y pueden liberar gases tóxicos en el aire. El tiempo de imprimir y el tipo de material son solo dos de varias variables de proceso de producción que podrían afectar los efectos ambientales.

1. Uso de energía

Existe una compensación significativa entre el consumo de energía y la calidad del producto porque las impresiones de mayor calidad tardan más y usan más energía. A lo largo del proceso de impresión, hay tres pasos distintos que contribuyen al consumo de energía:

• Mientras la máquina se precaliente, se está preparando para imprimir
• El proceso de imprimir cualquier cosa
• El procedimiento para el enfriamiento

La impresión utiliza mucha energía, pero cambiar los materiales utilizados puede ayudar a reducir esa cantidad. Las máquinas que pueden imprimir numerosos componentes a la vez y los materiales que no requieren altas temperaturas contribuyen al uso reducido de energía.

El consumo de energía de la impresión 3D de un titular del teléfono del vehículo en comparación con la compra de un producto comparable de Amazon fue objeto de una investigación intrigante. Usando el tiempo que llevó imprimir el soporte del teléfono como un criterio, el investigador rastreó toda la cadena de suministro, comenzando con los pellets de polímero y terminando en su puerta.

Si bien la impresión 3D redujo el uso de energía durante el tránsito, aumentó significativamente el consumo de energía durante la fabricación. Su estudio encontró que en comparación con los métodos de fabricación convencionales como el moldeo por inyección, la impresión 3D usa aproximadamente diez veces más energía por kilogramo de material.

2. Emisiones

Uno de los problemas ambientales más destacados que viene a la mente es la contaminación. Puede que no parezca que la impresión sea un importante contribuyente a la contaminación, pero ese no es el caso. Cuentas de fabricación para la gran mayoría de la contaminación industrial, produciendo 19% de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son un subproducto de la impresión 3D. Varios factores influyen en la emisión volátil de compuesto orgánico (VOC), incluidos los materiales utilizados, la temperatura de maquinaria, el color del filamento, el calor de la placa de construcción y el modelo de impresora.

Cuando los polímeros y otros aditivos se degradan a altas temperaturas, libera compuestos orgánicos volátiles (VOC). Las emisiones volátiles del compuesto orgánico (VOC) de las impresoras 3D, que son comunes en modelos basados ​​en la extrusión termoplástica calentada (también conocida como plástico derretido), representan una amenaza para algunos entornos interiores. La impresión 3D libera una variedad de subproductos peligrosos, incluidos compuestos orgánicos volátiles (VOC), restos de partículas, gas e incluso nanopartículas.

3. Insostenible

El problema es que la impresión 3D requiere materiales que no son intrínsecamente sostenibles. La fabricación de plástico nuevo requiere ingredientes de petróleo y tiene una alta intensidad de carbono debido a la naturaleza del plástico en sí. Afortunadamente, la impresión 3D tiene el potencial de usar materiales reciclados o materiales alternativos como el metal, lo que lleva a un producto más ecológico.

Habiendo buscado cómo la impresión 3D es ecológica, también es importante echar un vistazo al mejor software de impresión 3D. Muchos están disponibles, pero recomendamos usar SelfCad. Es un software de diseño 3D fácil de usar que viene con todas las herramientas necesarias que utiliza para crear modelos 3D desde cero o editar los creados en otros programas e incluso prepararlos para la impresión 3D. El siguiente video muestra la descripción general de SelfCad.

https://www.youtube.com/watch?v=8fjzy9x5ds8

Para la impresión 3D, SelfCad viene con una cortadora en línea incorporada que uno puede usar para cortar sus archivos y generar el código G para enviar a la impresora 3D. El siguiente video muestra cómo cortar archivos STL en SelfCad.

https://www.youtube.com/watch?v=lpf38amk8d8

Soluciones de impresión 3D sostenibles para un futuro más verde

Aunque la impresión 3D no es más amigable para el medio ambiente, puede cambiar en el futuro. Las emisiones reducidas, menos desechos, fabricación de piezas de reemplazo más fácil y la oportunidad de emplear materiales más ecológicamente amigables son signos de que la impresión 3D podría hacer que la fabricación sea más sostenible. La producción de objetos impresos en 3D con fuentes de energía renovables reduce el impacto negativo en el medio ambiente.

Agradecemos que haya dedicado tiempo a leer el artículo y confiamos en que haya encontrado la información que necesitaba. Lo invitamos a compartir cualquier pregunta o comentario que tenga. ¡Gracias!€