Ekologie 3D tisku

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.

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

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.

Závěrem

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