互联网3D打印机前景诱人,目前耗电耗能浪费亦高

米花 发表 于:7年前 浏览量:153
    3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国,到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一,据报道,美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机,并已将其成功推向市场。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机,它不仅使立体物品的造价降低,且激发了人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。
      在此之前,三维打印机数量很少,大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件,然后根据塑料模型去订制真正市面上买到的零部件。  人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机,工厂也在进行直接销售。不过物以稀为贵,一套三维打印机的价格从一般的750美元到上等质量的27000美元不等。 科学家们表示,三维打印机的使用范围还很有限,不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。
    首先对比3D打印机与传统打印机的工作流程——与普通打印机工作原理基 本一致,3D打印机与电脑连接后,通过电脑控制把打印材料层层叠加,利用光固化和纸层叠等技术将电脑中的图案打印成成品。将计算机里的三维图直接“打印” 并制成实物,尤其在生产汽车或是建筑等大型物件的制造过程中,减少了组装零件数量,并缩短了供应链流程。

但这位制造业的明日之星并不像人们称道的如“环保新宠”那样完美。

一.环保节能产品本身是否节能环保呢?

在 质疑任何环保产品之时,无一例外地需要看到产品的生命周期,即产品对环境的影响是否在制造过程中的几个阶段超出了临界值。除了产品使用开采过程中的原料, 如石油为燃料,其制造和冷热加工中会对环境产生影响;然而我们在任何3D打印机的打印过程中不难发现——它作为增量技术将许多非常薄的层逐步堆积起来的形 成需要制造的物体,其不计其数的支撑原料,可以以“吨”被回收,而一个喷墨3D打印机也浪费其油墨的40%-50%。 

挖 掘3D打印机作为环保制造技术潜力,其核心是需要打造出与众不同和更加环保的产品生命周期,而3D打印机最具价值之处在于将计算机中的设计图像直接生成, 提高了产品的形式、功能、性能和耐用性,甚至可以想象3D印刷制造业对日后改变全球供应链并缩短产品生命周期带来的影响。然而对于3D打印机本身来说,其 产品生产本身的周期并非零污染或是零浪费。

二.3D打印机的耗电、时间和原料可否环保? 

3D 打印机主要来自电力供应,只要目睹过3D打印机打印全程的人都会知道,一个大小约30厘米的形状不规则立体圆盘模型需要一台3D打印机工作二十八半小时; 对比注塑机的工业级打印机,3D打印机使用热或激光融化塑料消耗估计有50至100倍,在打印成品同样重量下,3D打印机则比注塑耗费更多的电能。

在 整个制造过程中产生高度能耗外,3D印刷生产则严重依赖塑料,与注塑(传统方法制造塑胶对象)不同,注塑工艺可留下极为少数的未使用的塑料原料,塑料工业 级3D打印机使用粉状或熔融聚合物打印却留下大量未使用的原材料遗留。塑料的副作用在于材料在打印过程中有时可重新使用,但大多因材料特性的损坏却无法回 收,不得不直接丢弃。  

值得庆幸的是,国外大量的技术公司已经开始开发节能环保的3D打印原料,这点逐渐弥补了原料使用塑料造成环境影响的不足,即用盐、水泥、木头或水泥聚合物开发的打印材料替代原有的热塑性塑料和感光树脂等非环保打印材料。

三.3D打印机毒素排放是否较之一般机器有更为优秀的表现? 

传统激光打印机使用中产生的臭氧比重是空气的1.65倍;传统打印机使用过程中都会泄漏墨粉粉尘,并散发出一种含有大量铁硅粉的粉尘,打印墨水中也含有的铅、镉、贡等重金属。 

然 而3D打印机也不会例外——3D打印机打印过程中形成的烟雾被称为UFP(超微粒子),在与动物和人类的相关实验中,超微粒子可影响肺功能变化、过敏性反 应、血栓形成或是改变心率等。虽然一般的3D打印机形成的超微粒子不会对人体产生过度影响,亦在人体接受范围内,但目前仍然无可靠研究表明,适用于家庭的 3D打印机以及工业规模的3D打印机所产生的超微粒子分别对环境造成的真正影响,但可以肯定的是,打印机必须置于通风处且距离人体较远的位置更为有益。

无 论是Urbee今年在加拿大用3D打印机打出的全球第一辆汽车,还是在北京车库咖啡看到的小型3D打印机和玩具成品,3D打印机着实已从概念逐渐走到我们 身边并逐渐改变我们的生活。尤其中国作为全球制造业的大国之一,3D打印技术必将广泛应用与各个行业,而减少它对环境带来的负面影响不但取决于如何改善可 再生能源供给、原材料使用,更是取决于人们对这些新技术如何适度投入使用。

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