Quanto è sostenibile la stampa 3D?
La stampa 3D sta iniziando a penetrare nel mainstream e nel 2018 si stima che il mercato globale della produzione additiva abbia generato entrate per $ 9,3 miliardi . Entro il 2020, potrebbe raggiungere quasi $ 14 miliardi. La stampa 3D sta guadagnando popolarità grazie alla sua capacità di abilitare la prototipazione rapida, ridurre i costi di produzione, aumentare l’efficienza della supply chain e produrre articoli unici. Ha anche il potenziale per essere un metodo di produzione più sostenibile.
Esigenze di spedizione ridotte
Con la produzione di massa, i materiali, le parti e i prodotti finali vengono spesso spediti per lunghe distanze, creando livelli significativi di emissioni di carbonio. Con la stampa 3D, tuttavia, è possibile produrre merci più vicino all’utente finale. I rivenditori possono produrre articoli nei negozi, i produttori possono realizzare pezzi di ricambio per macchinari in loco e i consumatori possono perfino stampare articoli direttamente nelle loro case. Questo riduce drasticamente le distanze che devono essere spedite.
Rifiuti ridotti
Un altro importante vantaggio della stampa 3D è la sua capacità di aiutare le aziende a ridurre i propri rifiuti. Nella produzione CNC, fino al 70 percento dei materiali utilizzati per fabbricare parti possono finire come scarti. Con la produzione additiva, invece di tagliare parti di un pezzo più grande di materiale, si crea il prodotto posizionando il materiale strato dopo strato. Ciò significa che non ci sono rottami e rifiuti. Ridurre la quantità di risorse utilizzate ha un impatto ambientale positivo e aiuta anche a ridurre i costi.
Opzioni materiali sostenibili
I produttori che utilizzano stampanti 3D possono scegliere tra varie soluzioni sostenibili, riciclabili e rispettose dell’ambiente, in particolare con l’evoluzione. Mentre la plastica è un materiale comune per la stampa 3D, alcuni ricercatori stanno sviluppando metodi di stampa utilizzando materiali naturali, principalmente materiali a base d’acqua o di cellulosa-chitina .
Due dei materiali più comuniutilizzati per la stampa di articoli in plastica sono ABS e PLA. Questi materiali diventano morbidi e malleabili quando vengono riscaldati, il che significa che è possibile riutilizzare il materiale da vecchi prodotti per crearne di nuovi utilizzando una stampante 3D. Riaffilatura dell’ABS e riutilizzo di questo come materiale di stampa 3D è già stato fatto. L’ABS non è così ecologico quanto il PLA è un materiale a base di petrolio. Può essere riutilizzato più volte, comunque. Il PLA è fatto da piante, più spesso mais. Il PLA non è perfetto, sono necessari sette litri di acqua per rendere il materiale e il mais è una fonte di cibo. Un PLA prodotto da rifiuti agricoli sarebbe di gran lunga superiore. In altri materiali come la PET, i materiali di stampa 3D sono stati realizzati con successo da bottiglie di plastica riciclate post-consumo (miscelate con circa il 10% di PET nuova). alghe, fondi di caffè e cellulosa , che è un componente strutturale delle pareti cellulari primarie delle piante.
Uso di energia ridotto
Anche se esattamente l’impatto dell’adozione della stampa 3D su larga scala potrebbe incidere sull’utilizzo di energia è ancora incerto, alcuni studi suggeriscono che potrebbe ridurre il consumo di energia nel corso del ciclo di vita di un prodotto. In uno studio, i ricercatori della Michigan Technological University hanno analizzato l’energia necessaria per stampare oggetti con una stampante 3D rispetto a quanto necessario per fabbricarli in una fabbrica all’estero e spedirli negli Stati Uniti. I ricercatori hanno scoperto che la stampa degli articoli richiedeva tra 41 e 64 percentuale di energia in meno. Una parte di questa riduzione è dovuta al fatto che la stampa 3D non richiede tanto materiale e una parte è dovuta alla ridotta necessità di spedizione.
Non solo, ma anche la produzione additiva offre l’opportunità di produrre fonti di energia rinnovabile. Di recente, Sandia ha stampato celle solari 3D che ricevono energia solare fino al 20% in più rispetto alla tecnologia attuale che utilizza la lega di nichel ad alta temperatura di Iconel e una fusione a letto in polvere. Sandia è solo un esempio di applicazioni per la produzione additiva nel settore energetico.
Sfide ambientali
Ci sono anche alcune sfide ambientali associate alla stampa 3D. L’utilizzo di una stampante 3D determina l’emissione di particelle nanoscopiche che potrebbero essere dannose. Il tasso di emissione è simile ad attività come cucinare su una stufa, bruciare candele profumate o fumare una sigaretta in casa, uno studio ha osservato. Si consiglia di utilizzare una stampante 3D solo se si dispone di un’adeguata ventilazione.
L’impatto ambientale della stampa 3D di un oggetto è anche significativamente influenzato dal tipo di materiale utilizzato. Se si utilizzano materie plastiche dannose per l’ambiente, l’impatto sarà molto più elevato rispetto a quando si utilizza un materiale prodotto in modo sostenibile. La risoluzione di questo problema richiederà una modifica più ampia dei materiali utilizzati nella produzione.
Il settore manifatturiero additivo è ancora giovane, ma ha un grande potenziale per aiutare la produzione a diventare più sostenibile. Le aziende e i consumatori devono fare uno sforzo consapevole per fare della sostenibilità una priorità nelle questioni relative alla stampa 3D.