È troppo presto per definire la stampa 3D una vera e propria tecnologia verde?
Negli ultimi dieci anni, la stampa 3D ha catturato l’immaginazione del grande pubblico, degli ingegneri e dei cosiddetti “visionari” ambientali. È stato salutata sia come una rivoluzione nel settore manifatturiero che come un’opportunità per un miglioramento ambientale .
La stampa 3D ha due attributi chiave che portano gli appassionati a chiamarla tecnologia “verde“. Innanzitutto, molti sistemi di stampa 3D generano scarti molto limitati, a differenza delle tradizionali tecniche di produzione come stampaggio a iniezione, fusione, stampaggio classico e taglio. In secondo luogo, le stampanti 3D in case, negozi e comunità possono utilizzare progetti digitali per realizzare prodotti in loco, riducendo la necessità di trasportare prodotti agli utenti finali.
Tuttavia, vi è un’analisi quantitativa limitata delle prestazioni ambientali della stampa 3D. Gran parte di essa si concentra solo sull’energia utilizzata durante la produzione, piuttosto che includere gli impatti della produzione di materie prime, l’uso del prodotto stesso o la gestione dei rifiuti. A tale proposito ci ha pensato il Journal of Industrial Ecology della Yale University, che ha sottolineato come l’entusiasmo intorno alle possibilità di miglioramenti ambientali deve essere moderato e passare attraverso la comprensione della tecnologia stessa.
In che modo la stampa 3D influisce sull’ambiente e come possono reagire i governi?
L’industria e la stampa 3D
La maggior parte dei consumatori che hanno visto le stampanti 3D le conoscono come macchine piccole e squadrate simili alle stampanti a getto d’inchiostro. Questi sistemi possono realizzare prodotti semplici come fermaporte, apribottiglie e manici per borse della spesa e tanti altri piccoli oggetti, in genere da un unico materiale.
In effetti, la stampa 3D fa parte di una “famiglia” di tecnologie utilizzate principalmente nell’industria, dove viene chiamata produzione additiva. Questi sistemi producono oggetti, basati su informazioni digitali, aggiungendo strati successivi di materiali. Questi articoli vengono poi ulteriormente elaborati e assemblati in prodotti quali componenti di motori a reazione, apparecchi acustici, impianti medici e numerose parti complesse per apparecchiature industriali. La produzione additiva è quindi un complemento ai processi di produzione convenzionali, non un loro sostituto.
L’industria ha utilizzato la produzione additiva per diversi decenni per creare prototipi da utilizzare nella progettazione del prodotto e nella pianificazione della produzione. Ora le tecnologie stanno diventando sempre più sofisticate e vengono utilizzate per realizzare parti e prodotti per l’utilizzo finale .
La produzione additiva è particolarmente utile per produrre pezzi personalizzati e piccoli lotti di oggetti complessi a un costo inferiore rispetto alla produzione convenzionale, che spesso richiede una preparazione dispendiosa in termini di tempo e costosa delle attrezzature di produzione.
È importante sottolineare che la produzione additiva non è un processo intrinsecamente privo di sprechi, ad esempio, alcune tecnologie richiedono l’uso di strutture di supporto temporanee durante la produzione per evitare che gli oggetti si deformino o collassino durante la formazione. Questi supporti non possono essere sempre ritrasformati nelle materie prime. È anche importante considerare se le materie plastiche, i metalli o i materiali misti utilizzati in parti realizzate con la produzione additiva possono essere riciclati.
Un’altra preoccupazione è che la produzione su richiesta e l’infinita personalizzazione potrebbero portare a drammatici aumenti dei prodotti di consumo, produrre scarpe, bigiotteria o articoli per la casa in vari colori o disegni su richiesta potrebbe portare l’industria della “moda veloce” ad un livello completamente nuovo.
Allo stesso tempo, la produzione decentralizzata e personalizzata è un’opportunità ambientale intrigante. Nasce da una visione di produzione di oggetti nelle fabbriche locali, o anche a casa, producendo solo il prodotto specifico desiderato, piuttosto che creare un intero lotto e quindi spedire e immagazzinare gli articoli in grandi quantità.
Attualmente, tuttavia, la maggior parte dei prodotti che possono essere realizzati in questo modo deve essere abbastanza semplice da produrre su stampanti 3D entry-level, in genere da un singolo materiale. Più importante, l’elaborazione delle materie prime per la produzione additiva può consumare più energia rispetto alla produzione con la tecnologia di produzione convenzionale e spedire il prodotto finale agli utenti finali.
La produzione di pezzi di ricambio attraverso la produzione additiva ha un reale potenziale per prolungare la durata di vita dei prodotti, sebbene possa anche mantenere più a lungo le apparecchiature più vecchie e meno efficienti dal punto di vista energetico . Per rendere questa opzione comune, alcune parti dovranno essere specificamente progettate per essere prodotte attraverso la produzione additiva.
Qui, tuttavia, le questioni relative alla proprietà intellettuale potrebbero rappresentare una grande sfida. Gli utenti di stampanti 3D potrebbero non avere il diritto legale di produrre parti e prodotti da progetti creati dai produttori originali. E quei produttori potrebbero andare contro il loro interesse economico nel consentire l’uso del design. Gli utenti che utilizzano stampanti 3D potrebbero voler realizzare pezzi di ricambio per, ad esempio, una macchina più vecchia, ma il produttore dell’auto potrebbe non voler condividere progetti per tali parti.
La produzione additiva ha potenti capacità di produrre oggetti con forme e spazi interni molto complicati, ad esempio pezzi speciali per aerei in grado di ridurre il peso, riducendo così il consumo di carburante e le emissioni di gas serra. Molti ricercatori ritengono che la capacità di realizzare parti così complesse e conseguenti guadagni di efficienza energetica possano offrire i maggiori benefici ambientali dalla produzione additiva.
Nonostante le affermazioni fatte sui benefici ambientali di questa tecnologia, è importante rendersi conto che questi sistemi non sono stati progettati tenendo presente l’efficienza ambientale. Mentre alcune applicazioni di stampa 3D potrebbero non essere valide dal punto di vista ambientale, molte opportunità di miglioramento non sono state ancora perseguite. Il primo passo è una maggiore ricerca sugli impatti ambientali della produzione di materiali utilizzati nella stampa 3D, come vengono utilizzati i prodotti 3D e gli scarti che generano.
Prodotto grazie a: theconversation.com
