3D打印，更綠色環(huán)保的選擇
魔猴君 行業(yè)資訊 3438天前
3D打印可以通過減少原材料使用來節(jié)省能源。這些打印出來的部分兒童積木展示了3D打印機(jī)是如何通過部分填充積木內(nèi)部，但依舊保持積木強(qiáng)度的。攝影：Samuel Bernier
通常大家會(huì)認(rèn)為，工廠量產(chǎn)的塑料制品如果按每一個(gè)來算，會(huì)比在3D打印機(jī)上獨(dú)立生產(chǎn)所消耗能量要少。這就和 “在一口大鍋里熔化東西總比在一個(gè)試管里來的高效” 這個(gè)道理一樣。然而美國密歇根理工大學(xué)的材料科學(xué)和工程、電子和計(jì)算機(jī)工程副教授 Joshua Pearce最近發(fā)表學(xué)術(shù)文章認(rèn)為：3D打印不僅僅更便宜，而且更加綠色環(huán)保。在3D打印機(jī)上制作東西比從工廠中量產(chǎn)之后運(yùn)送到倉庫的生產(chǎn)方式所耗費(fèi)的能源更少、釋放更少的二氧化碳。
大多數(shù)的家用3D打印機(jī)和此實(shí)驗(yàn)中使用的RepRap 3D打印機(jī)類似，大小和普通微波爐差不多。它們通過熔融塑料線材，將熔化后的線材層層沉積成特定形狀，從而固化成型。而且很多打印用的3D設(shè)計(jì)模型能夠從像Thingiverse這樣的網(wǎng)站上免費(fèi)下載獲得。
密歇根大學(xué)的研究人員對(duì)3種產(chǎn)品進(jìn)行了生命周期影響分析（life cycle impact analyses）：一個(gè)橘子榨汁器，一個(gè)兒童積木和一個(gè)花灑噴嘴。包括從原材料提取到完成終產(chǎn)品制作和出貨的一整套制作和運(yùn)輸流程中的能量消耗。他們將兩種制造工藝進(jìn)行了對(duì)比：一種在海外生產(chǎn)隨后進(jìn)入美國，一種是在家里用3D打印機(jī)進(jìn)行打印。
將量產(chǎn)商品運(yùn)送到世界各地顯然需要消耗大量的能源；而本地化生產(chǎn)顯然可以減少這方面的損耗。而且量產(chǎn)商品基本上都會(huì)采用減材制造的方式，這就不可避免產(chǎn)生很多的廢料；而3D打印這種增材制造的方式就很少產(chǎn)生廢料。因此Pearce小組發(fā)現(xiàn)，用基本款的3D打印機(jī)生產(chǎn)物品會(huì)比在工廠生產(chǎn)然后將它們運(yùn)送到美國少使用41%~64%的能量。
他們在研究中使用了兩種常用的3D打印耗材：ABS和PLA，由于PLA本身具有的可再生性，它比其他石油基塑料（比如ABS）更加低碳環(huán)保一些。
當(dāng)然，他們的研究并沒有考慮到如果量產(chǎn)的生產(chǎn)商正好也是本地生產(chǎn)商的話（比如咱們中國），是不是會(huì)比3D打印更環(huán)保，也沒有提到同樣需要向世界各地發(fā)貨的3D打印服務(wù)是否比傳統(tǒng)生產(chǎn)商消耗能源更少。不過，至少從他的研究看來，使用家用3D打印機(jī)是一種值得提倡的綠色生活方式。套用Pearce的話說：“至少來說，我們在家生產(chǎn)東西能夠極大的減少能源使用和CO2排放量，” “用3D打印機(jī)制作東西比去貨架或者網(wǎng)上買東西的花費(fèi)少多了。”
他們的研究論文“分布式3D打印和傳統(tǒng)高分子產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境生命周期分析”發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《ACS可持續(xù)化學(xué)和工程學(xué)》雜志上。
