Ekologie 3D tisku
V tomto článku se dozvíte odpovědi na nejčastější otázky spojené s 3D tiskem a jeho dopadem na životní prostředí

Daniel Šín

22.04.2021

ÚVODEM

3D tisk jako výrobní technologie se často stává terčem diskusí ohledně svého dopadu na životní prostředí. Někteří tvrdí, že jde o pozitivní revoluci ve výrobě. Zlí jazykové však namítají, že jde jen o další plýtvání plastem. V tomto článku této problematice společně nahlédneme pod pokličku, odpovíme si na nejčastější otázky spojené s jeho dopadem na životní prostředí a ukážeme si, jak si na tom vlastně stojí v porovnání s ostatními technologiemi.  

Důležité je říct, že ačkoli se zde zaměřím především na výrobu z plastů, tisknout se dá z nepřeberného množství materiálů, jako například z kovu, avšak tyto principy se dají uplatnit i obecně. 

 

SPOTŘEBA MATERIÁLU

3D tisk v době svého nástupu nesl příslib bezodpadové výrobní technologie. Jeho princip totiž spočívá v tom, že pro výrobu daného komponentu spotřebujete přesně tolik materiálu, z jakého bude vyroben, plus jen minimum navíc. Tím navíc se myslí podpůrný materiál, který je potřebný k výrobě některých tvarů, jelikož tiskárna neumí nanášet matriál jen tak do vzduchu, ale vždycky ho musí na něco pokládat. Tyto podpory jsou však řídké a spotřebují i tak oproti samotnému výrobku jen zanedbatelné množství materiálu. Hlavně pokud bychom to porovnali s technologií obrábění, kde při výrobním procesu je z rozměrnějšího polotovaru než výsledný výrobek odebírané poměrně větší množství materiálu. 

Obrábění plastu (zdroj)

Vtoková soustavy u vstřikovaného dílu (zdroj)

Když bychom ho postavili oproti vstřikování plastu do forem, mohli bychom si říct, že se také bude jednat o bezodpadovou technologii. Zde je nutné vzít v potaz vtokovou soustavu, kudy se roztavený plast vpravuje do dutin, ve kterých se formuje do tvaru výrobku. V těchto cestách pak plast zatuhne odlamuje se po vyjmutí výrobku (mnohdy více kusů najednou) z formy. Velkou výhodou 3D tisku je zde také fakt, že v naprosté většině se nikdy netiskne výrobek plný. Je tvořen skořápkou o síle půl až dva milimetry a uvnitř něj je výplň, jejíž hustota bývá běžně 5-30 %. Výtisky jsou tak lehké a jejich pevnost je pro mnoho aplikací plně dostačující.

(NE)RECYKLOVATELNOST

Tady už okolnosti nehrají 3D tisku do karet. Ať už v zanedbatelném množství, nadbytečný materiál z tiskárny nepatří do žlutého koše s označením plasty. Proč? Protože se nerecykluje. Abychom si to vysvětlili, zabrouzdáme do nauky o materiálech. Pro tisk se používá skupina polymerů nazývané termoplasty. Ty můžeme tvarovat tak, že je roztavíme a ony následně ztuhnou buď podle tvaru formy, nebo jako nanesená vrstva v tiskárně. Bohužel však nemůžeme tyto polymery tavit a tvarovat donekonečna. Každý z nich má svou životnost, tedy jak dlouho ho můžeme zahřívat na určitou teplotu, než nám takzvaně degraduje. To ve výsledku vypadá tak, že změkne podobně jako guma a už ho nelze dále tavit. Také každé opakování jejich zpracovávání stojí více a více energie. No a jelikož se během 3D tisku tento materiál udržuje nahřátý dosti dlouhou dobu, to nejlepší už má za sebou a jeho další recyklace by byla sice možná, ale velice nákladná. A ačkoli je možné najít na internetu nepřeberné množství udělátek, jak odpad z tiskárny znovu přeměnit na tiskovou strunu, tak nemáte čas na opravy ucpané trysky a chcete mít výtisk v důstojné kvalitě, tak bych se touto cestou vydat nedoporučil.

Běžný odpad z 3D tisku (zdroj)

Materiál NonOilen (zdroj)

Kde však pro tuto technologii svítá je vývoj ekologičtějších materiálů, často samovolně odbouratelných v přírodě. Nejpopulárnějším příkladem je PLA, který se vyrábí z kukuřice (polymerizovaná kyselina mléčná) a snadno se z něj tisknou výrobky, od kterých neočekáváme žádnou velkou mechanickou, teplotní nebo chemickou zátěž. Tento plast z obnovitelných zdrojů je kompostovatelný, avšak nutno říci, že ne při pokojové teplotě. Mnoho univerzit, firem i nadšenců se však neustále zabývá vývojem nových, snadno kompostovatelných a v přírodě odbouratelných materiálů. Jedním z příkladů je například nový NonOilen od hulínské značky Fillamentum. 

SPOTŘEBA ENERGIE

Nebudeme si nic nalhávat. Kromě toho, že je proces 3D tisku pomalý, spotřebuje se během něj i více elektrické energie, a to podle průzkumu britské univerzity v Loughborough 50 – 100 krát oproti výše zmíněnému vstřikování. Nabízí se nám tu nějaké “ale”? Pojďme se nad tím zamyslet. Jako 

Ke 3D tiskárně se dnes dostanu celkem snadno a můžu ji mít za malý peníz i doma. K výrobě čehokoli mi stačí jen předloha v podobě 3D modelu, který se dá distribuovat po internetu. Takže na chvíli zapnu počítač, pustím tisk a když je hotovo, výrobek si z ní rovnou vezmu. 

Proti tomu postavme továrnu umístěnou ve slunné východní Asii, kde výrobek vypadne z formy. Dál je potřeba ho vyjmoutzabalitdovést do přístavu, naložit na tanker, přeplavit se s ním, naložit do vlaku nebo kamionu, dovést k nám, opět vyložit a pak distribuovat. 

Zde se určitě nabízí spousta argumentů, jako že výrobek přeci neputuje celou tu cestu sám, ale ty náklady na energii, spotřebovaná ropa a uhlíková stopa se rozloží mezi celý náklad, který se vejde na půl kilometru dlouhý tanker, nebo že nemusíme kupovat produkty z onoho vzdáleného konce kontinentu, ale nakupovat z lokální distribuce. Zde se však musíme postavit před realitu. 

Na misku vah bychom mohli položit ještě fakt, že tiskárny dnes můžeme zásobit plasty od lokálních firem z lokálních obnovitelných zdrojů. A připojit k elektřině ji můžeme někam, kde odebírají zelenou energii. Například u nás ve FabLab Brno, kde navíc tiskneme z materiálů českých a polských značek.

Nákladní doprava produktů (zdroj)

3D TISK V CIRKULÁRNÍ EKONOMICE

Tisk náhradních komponent (zdroj)

Pojem cirkulární ekonomiky neboli oběhového hospodářství v sobě skrývá mnohé. Spočívá v odpovědném nakládání s odpadem, jeho využívání jako suroviny a v nejlepším případě v zabránění jeho vytváření. A i zde nachází právě 3D tisk svou nezastupitelnou roli, konkrétně v odvětví opravárenství.

Zažili jste někdy situaci, že se vám u nějakého domácího spotřebiče ulomil nějaký plastový díl, v nejhorším případě plnící pro tento stroj důležitou funkci? Dal se dobře a levně sehnat? Dal se vůbec sehnat? Chce výrobce, abyste si spotřebič opravili, nebo raději koupil nový? Zde nám tiskárna nabízí právě kýžené východisko  ten náhradní díl vytiskneme, nebo požádáme někoho, kdo to umí. 

Vzhledem k počtu lidí na planetě je určitá pravděpodobnost, že někdo před vámi řešil stejný problém a svoje řešení v podobě 3D modelu nasdílel na internet. Nebo si můžete u šálku čaje nebo kávy pustit naše výukové tutoriály, ve kterých se naučíte 3D modelovat tak, abyste to zvládli i vy sami. 

ZÁVĚREM

Nakonec tu pro vás mám shrnutí výhod a úskalí 3D tisku a pár tipů ode mě jako fanouška 3D tisku a zároveň praktika.

 

VÝHODY

  • Zanedbatelný odpadní materiál 
  • Výrobky jsou odlehčené 
  • Lokální výroba snižuje uhlíkovou stopu 
  • Využití v opravárenství 

NEVÝHODY

  • Odpadní materiál se obtížně recykluje 
  • Vyšší spotřeba elektrické energie 

NEVÝHODY

  • Hlídejte si své 3D tisky tak, abyste nemuseli vyhazovat nepovedené 
  • Netiskněte věci na jedno použití 
  • Netiskněte kýče 
0 KOMENTÁŘŮ

0 komentáøù

Přidat komentář

Další články

3D tisk v umění: digitální sochařství

3D tisk v umění: digitální sochařství

Uspořádat sochařskou výstavu, aniž by exponáty ze zámoří přepravila do Brna loď nebo letadlo? Že to prostě není možné? Je. Na Fakultu výtvarných umění VUT přicestují jako datový soubor e-mailem a zhmotní se pomocí 3D tiskárny. Lidé v Brně si tak mohou prohlédnout...

Příběh FabLabu, díl 1.: Cesta k FabLabu ve vašem městě

Příběh FabLabu, díl 1.: Cesta k FabLabu ve vašem městě

Jak vytvořit FabLab ve vašem městě? Univerzílní návod neexistuje, ale rád se podělím o cestu, která vedla k vybudování FabLabu Brno. Třeba v tom najdete inspiraci. 🙂 A kdyby ne, tak dejte vědět, rádi se podíváme na váš konkrétní příklad a něco vymyslíme.

Kterou 3D tiskárnu vybrat do školy?

Kterou 3D tiskárnu vybrat do školy?

Zaujala vás technologie 3D tisku a chtěli byste ji používat při výuce? Je možné, že se právě koukáte kterou 3D tiskárnu vybrat a parametry 3D tiskáren vám nic moc neříkají. V tomto článku si ukážeme několik 3D tiskáren, které se hodí do učeben. 

Jak využít 3D tisk v zahradničení

Jak využít 3D tisk v zahradničení

ÚVODEMŘíká se, že 3D tisk se hodí jako doplněk k nějakému dalšímu koníčku. V dnešním článku se podíváme na to,...

Pin It on Pinterest