Blogpost:

Er 3D-print bæredygtigt?

3D-print fremhæves ofte som en meget bæredygtig produktionsform, som kan revolutionere produktion i en mere bæredygtig retning. Der er bestemt noget om snakken, men der også dele af 3D-print, som ikke er bæredygtige.


Hvorfor 3D-print ikke er bæredygtigt:

Fælles for forskellige typer 3D-print er, at de på en eller anden måde skal sætte noget materiale sammen til et 3D-print. Den mest simple teknologi, fused deposition modeling (FDM) sker dette ved en opvarmning af materialet i form af filament. Ved den mere avancerede men stadig udbredte 3D-print-teknologi, selective laser sintering, smeltes et materiale i pulverform med en laser. Det samme gælder for electron beam melting, som anvendes ved 3D-print i metal. Disse teknologier bruger således mere energi, som oftest vil være forbundet med fossile brændsler og CO2-udledning. Binder jetting er et eksempel på en teknologi, som kræver mindre energi, da materialet i stedet sammensættes vha. en væske, som altså binder pulvermaterialet sammen.


En anden udfordring for 3D-print er, at der stadig generes en del affald. For det første vil der ved mange typer 3D-print være såkaldt supportmateriale (støttende materiale som er nødvendigt under selve 3D-printningen), som efterfølgende kasseres og er svært at genanvende. Der kan desuden være en udfordring med fejlprint, som ligeledes må kasseres. Her kan man dog med grundigt design, herunder simuleringer, undgå en stor del af fejlprintene. Sværere er det med de pulvermaterialer, som anvendes ved SLS, binder jetting og EBM, som nu er umulige at genanvende. Dertil kommer, at materialer som resins opfattes som farligt affald.


Hvorfor 3D-print er bæredygtigt:

For at forstå om 3D-print er bæredygtigt, må man også kigge på alternativerne. Den oftest fremhævede styrke ved 3D-print er nok, at 3D-print ikke kræver noget værktøj, som sprøjtestøbning gør. Man altså spare det materiale og den energi, som ellers ville gå til værktøjet, som ved små produktioner vil gøre det samlede energiforbrug lavere.


På samme måde kan man let justere sin produktions størrelse til behovet. Derved kan man eliminere overproduktion samt behovet for varelagre, som ved traditionelle produktionsformer er stort set umuligt.


Derved kan en 3D-printer spare flere andre maskiner væk, som kan reducere en produktions aftryk markant.

Sammenligner man 3D-print med CNC-fræsning vil man også se store fordele ifht. bæredygtighed. Ved CNC-fræsning er der nemlig et enormt materialespild, som kan reduceres drastisk med 3D-print i metal. Og netop ved produkter af metal, udgør energien til produktionen af selve materialet en meget stor del af det samlede energiforbrug. Et studie viser, at den materialebesparelse som 3D-print muliggør opvejer det større energiforbrug pr. volumen.

Metalaffald fra CNC-fræsning
Metalaffald fra CNC-fræsning

Fordi 3D-print kan køres i meget små produktioner, bliver det også muligt at lave meget mere specialiserede og bedre komponenter, som kan øge levetiden og dermed bæredygtigheden af komponenterne markant.


På produktionssiden har 3D-print yderligere den fordel, at en enkelt 3D-printer kan producere en bred række af produkter og komponenter. Derved kan en 3D-printer spare flere andre maskiner væk, som kan reducere en produktions aftryk markant.


3D-printet materialebesparende komponent
Traditionelt produceret komponent og komponent produceret med 3D-print. Komponenten til venstre bruger omkring 5x så meget materiale som den 3D-printede.

Netop det, at 3D-print kan køre små og varierede produktioner, gør desuden, at man ofte vil kunne 3D-printe komponenter og produkter lokalt, så man simplificerer forsyningskæder og mindsker transportbehov.


3D-print simplificerer forsyningskæder og mindsker transportbehov.

Da man kan 3D-printe med en enorm variation af materialer, åbner 3D-print som produktionsform også for mange genanvendelsesmuligheder. På den måde vil man kunne tage produkter og materialer med lav værdi, og bruge dem til produktion af komponenter og produkter af langt højere værdi, peger et studie på.



Eksempler hvor 3D-print anvendes bæredygtigt:


3D-print af reservedele:

3D-print er ekstremt oplagt til produktion af reservedele, da man kan producere delene enkeltvis og lokalt. Hvor det med en produktion af reservedele traditionelt vil være meget svær at undgå en stor over- eller underproduktion, store varelagre og meget transport, vil alt dette med 3D-print kunne mindskes drastisk.


Derudover vil de oprindelige produkters livstid kunne forlænges markant, så også deres bæredygtighed øges.


Det er estimeret, at hvis man bare sparer 1 kg af et kommercielt flys vægt, vil det resultere i en besparelse på 25 ton CO2 over flyets levetid.

3D-print i luftfart:

Et område hvor 3D-prints muligheder for materialebesparelse virkelig kan komme til sin ret er i luftfart. Fly er nemlig ekstremt energikrævende, og det er estimeret, at hvis man bare sparer 1 kg af et kommercielt flys vægt, vil det resultere i en besparelse på 25 ton CO2 over flyets levetid. Både Airbus og Boeing bruger derfor allerede 3D-print, hvor erfaringer viser, at nogle dele kan blive op til 70 % lettere. Hvis et fly kan blive 7 % lettere (som et studie estimerer), vil det for en Airbus A380 svare til 25.270 kg og dermed en livstids-CO2-besparelse på op til 631.750 ton CO2!


3D-print i byggeri:

Byggeri er en branche med notorisk stort materialespild. Firmaet Mighty Buildings mener at kunne reducere affaldsmængden med 95 % i forhold til almindeligt husbyggeri ved at anvende 3D-print til opførsel af huse.


3D-printede sko:

Et mere velkendt mærke, som også er begyndt at anvende 3D-print til at gøre produkter mere bæredygtige er Adidas. Ved hjælp af 3D-printere producerer Adidas skosåler af genanvendt plastic fra havene, som printes i en gitterstruktur, så de samtidig mindsker materialeforbruget.


3D-printet skosål
Adidas

Konklusion:

3D-print har i sig selv udfordringer med et højere energiforbrug og materialer, som kan være svære at genanvende. Til gengæld gør 3D-print, at produktioner og forsyningskæder kan blive langt mere fleksible, så hvis teknologien anvendes fornuftigt, kan 3D-print være en særdeles bæredygtig produktionsform.

Har du spørgsmål?

Mangler du en 3D-fil?

Er du klar til at printe?