Устойчивое производство и 3D печать

В наши дни ведение бизнеса на основе этичных экологических принципов становится все более важным в глазах инвесторов, органов власти, клиентов и сообществ, в которых работает компания. Устойчивость превращается в ключевую стратегическую цель и неотъемлемый элемент повседневной деятельности. Производителям необходимо одновременно внедрять устойчивые методы ведения бизнеса, стимулировать развитие и повышать глобальную конкурентоспособность. При этом задача по-прежнему состоит в выпуске продукции при сохранении энергии и других ресурсов.

Отрасль производства определенно меняется, стремясь стать более устойчивой и одновременно внедряя инновационные технологии. Мы видим, что год за годом аддитивное производство становится реальной альтернативой таким традиционным методам, как литье под давлением. Но является ли 3D печать устойчивой производственной технологией? Какие улучшения еще предстоит внести?

Что такое устойчивое производство?

Несомненно, производители больше не могут ограничивать устойчивость лишь амбициозными целями в годовых отчетах, будь то реакция на требования заинтересованных сторон, законодательные нормы или забота об окружающей среде. Мы все должны сыграть свою роль и столкнуться с этими новыми вызовами, и бизнес не является исключением.

Одно из определений устойчивого производства - создание промышленной продукции с использованием процессов, которые минимизируют негативное воздействие на окружающую среду, сохраняют энергию и природные ресурсы, безопасны для сотрудников, сообществ и потребителей и экономически оправданы.

Вот что подразумевается под устойчивым производством:

• Предотвращение вреда локальной экосистеме
• Снижение выбросов и загрязняющих веществ
• Минимизация отходов ресурсов и сырья
• Сокращение использования невозобновляемых ресурсов, таких как вода, энергия и др.
• Повышение безопасности местных сообществ и работников

Может ли производство стать безопаснее для окружающей среды?

Да, может, но компаниям необходимо изменить привычки и искать более экологичные производственные процессы. Они могут обратиться к оптимизированным процедурам, чтобы уменьшить вредное воздействие на окружающую среду. Короче говоря: это сохранение энергии и природных ресурсов, улучшение сборки, ремонтопригодности и разборки, а также промышленный симбиоз. Следование принципам устойчивости приносит пользу не только окружающей среде, но и людям, которые работают в компании и ведут с ней дела, практикующей «зеленые» методы.

Устойчивые преимущества 3D печати

Свобода дизайна: Теперь можно проектировать изделия, которые раньше было невозможно произвести, благодаря свободе, которую дает 3D печать. Акцент смещается с создания детали, которую можно изготовить традиционно, на создание детали, которую можно напечатать и которая является устойчивой в этом контексте. Процедура проектирования позволяет добавлять решетчатые структуры или удалять из модели ненужный материал. Свобода дизайна также позволяет создавать интегрированные детали, пропуская многие этапы сборки, экономя материал, время и деньги.

Производство по запросу, сокращение перепроизводства: Аддитивное производство — это также способ избежать проблем со складированием и перепроизводством. Компании часто владеют огромными складами, где хранятся запасные и излишне произведенные детали. Физические запасы, очевидно, требуют затрат на энергию, труд и т.д. Более того, в зависимости от срока хранения детали могут испортиться и стать непригодными, что приводит к пустой трате материалов и энергии. Аддитивное производство предлагает решение: цифровой склад или производство по запросу. Если нужна деталь, её можно просто напечатать на заказ и отправить клиенту. Это не только помогает бороться с перепроизводством, но и исключительно экономически эффективно.

Запчасти и ремонт: Одно из самых больших преимуществ 3D печати — массовая кастомизация и возможность довольно легко создавать запчасти. Действительно, массовая кастомизация идеальна, когда производителю нужно найти детали, которые больше не выпускаются. Создание запчастей с помощью аддитивного производства можно применять в производстве бытовой техники, реставрации автомобилей или даже для оснастки и любых видов машин. При такой практике меньше продуктов отправляется на свалку, и для производства совершенно нового продукта требуется меньше сырья.

Биоосновные и возобновляемые материалы: Конечная цель индустрии 3D печати в области материалов — создать еще более широкое предложение возобновляемых материалов. Например, HP PA11 или Ultrasint® PA11 — это биоразлагаемый порошок с исключительно высокой прочностью. Этот материал отличается высокой пластичностью и ударной вязкостью. PA11 производится из 100% возобновляемых источников биомассы. Масло извлекается из семян клещевины, затем преобразуется в мономер, который, наконец, полимеризуется в Полиамид 11.

Будущее 3D печати с точки зрения устойчивости

Значительной проблемой также является создание дополнительных решений для переработки отслуживших свой срок деталей, напечатанных на 3D принтере. Хотя большинство полимеров, используемых в 3D печати (порошки и филаменты), являются термопластами и, следовательно, пригодны для вторичной переработки, вероятность их переработки после использования остается неопределенной. Участникам индустрии 3D печати еще предстоит продумать и внедрить эффективные решения по переработке.

Еще одним направлением для улучшения является возможность повторного использования материалов в таких технологиях, как селективное лазерное спекание (SLS). Например, для некоторых материалов SLS только около 40% порошка можно использовать повторно от одной партии к другой.

Итог

Можно утверждать, что 3D печать — это технология, которая уже вносит существенный вклад в развитие устойчивого производства. Ее ключевые экологические преимущества заключаются в принципиальном сокращении отходов благодаря свободе дизайна, в ликвидации перепроизводства и затратных складов через модель выпуска продукции строго по запросу, а также в продлении жизненного цикла изделий за счёт лёгкого изготовления запчастей и ремонта.

Перспективу усиливает развитие биоосновных и возобновляемых материалов, таких как PA11. Однако для полной реализации «зелёного» потенциала аддитивным технологиям необходимо преодолеть ряд вызовов. Важнейшими из них являются создание эффективных систем переработки напечатанных деталей и отработанных материалов, а также увеличение доли повторно используемых ресурсов в производственных циклах.

Таким образом, 3D печать уже сегодня предлагает конкретные и действенные решения для снижения нагрузки на окружающую среду и повышения эффективности бизнеса, выступая реальной альтернативой традиционным методам. Её дальнейшая интеграция в промышленность и совершенствование в рамках циркулярной экономики определяет ее роль как одной из основополагающих технологий для ответственного производства будущего.

Наши предыдущие статьи: