首先對(duì)比3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)的工作流程——與普通打印機(jī)工作原理基本一致,3D打印機(jī)與電腦連接后,通過電腦控制把打印材料層層疊加,利用光固化和紙層疊等技術(shù)將電腦中的圖案打印成成品。將計(jì)算機(jī)里的三維圖直接“打印”并制成實(shí)物,尤其在生產(chǎn)汽車或是建筑等大型物件的制造過程中,減少了組裝零件數(shù)量,并縮短了供應(yīng)鏈流程。
但這位制造業(yè)的明日之星并不像人們稱道的如“環(huán)保新寵”那樣完美。
盡管3D打印正在日益受到設(shè)計(jì)公司與制造商的重視,但必須搞清楚,它會(huì)給環(huán)境帶來什么影響。實(shí)際上,目前有關(guān)3D打印的各種說法,描述的都是種種美好景象。
正如IBM全球企業(yè)咨詢服務(wù)部(Global Business Services)去年夏天發(fā)表的一份報(bào)告所言,3D或附加制造可能減少材料浪費(fèi)、降低運(yùn)輸成本并可能為電子產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)三贏創(chuàng)造條件:更有效率的設(shè)計(jì),更輕的產(chǎn)品,更短的產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。
所有這些都顯得非常美妙,如果夢(mèng)想成真,3D打印將改變?cè)O(shè)計(jì)公司、OEM和供應(yīng)鏈專業(yè)人士的思維與行動(dòng)方式。然而,我們不能忽視3D工程、原型制造、供應(yīng)鏈、物流和生產(chǎn)活動(dòng)等方面令人討厭的一些事情。如果你真正深入研究3D打印,有些問題就會(huì)冒出來,尤其是對(duì)于環(huán)境的近期影響。
IBM在上述報(bào)告中表示:“不是所有適合打印的材料都是可以生物降解的?!币呀?jīng)有廣泛報(bào)道,3D打印機(jī)與相關(guān)產(chǎn)品依賴塑料細(xì)絲,而許多細(xì)絲都在打印過程中浪費(fèi)掉了,最終進(jìn)入全球各地的垃圾填埋場(chǎng)。
但是,IBM稱近期這種情況將會(huì)改變。“雖然不是所有材料都可以用于3D打印,但目前支持大約30種工業(yè)塑料、樹脂、金屬和生物材料,預(yù)計(jì)10年后導(dǎo)電材料、絕緣材料和環(huán)保聚合物將可以打印?!?/p>
此外,3D打印機(jī)的碳足跡并不小。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校上月報(bào)告了Jeremy Faludi的研究成果。Jeremy Faludi是一名可持續(xù)設(shè)計(jì)策略師,正在攻讀機(jī)械工程博士學(xué)位。Jeremy Faludi發(fā)現(xiàn),3D打印機(jī)“對(duì)于環(huán)境的影響,可能堪比甚至大于標(biāo)準(zhǔn)制造工藝。一切取決于所生產(chǎn)的產(chǎn)品以及所使用的打印機(jī)類型?!?/p>
這些設(shè)備使用的電能也多于傳統(tǒng)機(jī)器,而且打印過程的環(huán)保情況也不是特別令人滿意。Fast Company在1月份報(bào)告稱,維持打印機(jī)運(yùn)行和讓塑料材料融化需要大量能量。“對(duì)于3D打印機(jī)保持全天運(yùn)行的設(shè)計(jì)公司來說,打印出來的每件東西的碳足跡都很大?!?/p>
最終,3D打印的潛在優(yōu)點(diǎn)可能蓋過這些潛在缺點(diǎn)。但我們不要天真地以為不必為此付出任何代價(jià)。將來的某個(gè)時(shí)候,有人會(huì)詢問3D打印與標(biāo)準(zhǔn)制造工藝相比到底如何,這個(gè)人可能是一名環(huán)保消費(fèi)者,也可能是公司里面的社會(huì)責(zé)任主管。那時(shí)候,供應(yīng)鏈中的某個(gè)人必須回答這個(gè)問題。你會(huì)如何回答呢?
3D打印生產(chǎn)嚴(yán)重依賴塑料,與注塑(傳統(tǒng)方法制造塑膠對(duì)象)不同,注塑工藝可留下極為少數(shù)的未使用的塑料原料,塑料工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)使用粉狀或熔融聚合物打印卻留下大量未使用的原材料遺留。塑料的副作用在于材料在打印過程中有時(shí)可重新使用,但大多因材料特性的損壞卻無法回收,不得不直接丟棄。
值得慶幸的是,國(guó)外大量的技術(shù)公司已經(jīng)開始開發(fā)節(jié)能環(huán)保的3D打印原料,這點(diǎn)逐漸彌補(bǔ)了原料使用塑料造成環(huán)境影響的不足,即用鹽、水泥、木頭或水泥聚合物開發(fā)的打印材料替代原有的熱塑性塑料和感光樹脂等非環(huán)保打印材料。
傳統(tǒng)激光打印機(jī)使用中產(chǎn)生的臭氧比重是空氣的1.65倍;傳統(tǒng)打印機(jī)使用過程中都會(huì)泄漏墨粉粉塵,并散發(fā)出一種含有大量鐵硅粉的粉塵,打印墨水中也含有的鉛、鎘、貢等重金屬。
然而3D打印機(jī)也不會(huì)例外——3D打印機(jī)打印過程中形成的煙霧被稱為UFP(超微粒子),在與動(dòng)物和人類的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中,超微粒子可影響肺功能變化、過敏性反應(yīng)、血栓形成或是改變心率等。雖然一般的3D打印機(jī)形成的超微粒子不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生過度影響,亦在人體接受范圍內(nèi),但目前仍然無可靠研究表明,適用于家庭的3D打印機(jī)以及工業(yè)規(guī)模的3D打印機(jī)所產(chǎn)生的超微粒子分別對(duì)環(huán)境造成的真正影響,但可以肯定的是,打印機(jī)必須置于通風(fēng)處且距離人體較遠(yuǎn)的位置更為有益。
3D打印機(jī)著實(shí)已從概念逐漸走到我們身邊并逐漸改變我們的生活。尤其中國(guó)作為全球制造業(yè)的大國(guó)之一,3D打印技術(shù)必將廣泛應(yīng)用與各個(gè)行業(yè),而減少它對(duì)環(huán)境帶來的負(fù)面影響不但取決于如何改善可再生能源供給、原材料使用,更是取決于人們對(duì)這些新技術(shù)如何適度投入使用。
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