Isi
- 1 Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D
- 2 Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen Terdistribusi di Daerah Pedesaan
- 3 Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid
- 4 Manufaktur terdistribusi dengan pencetakan 3-D: studi kasus sistem pemasangan fotovoltaik surya kendaraan rekreasi
- 5 Kode daur ulang polimer untuk manufaktur terdistribusi dengan printer 3-D
- 6 Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D
- 7 Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen Terdistribusi di Daerah Pedesaan
- 8 Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid
- 9 Referensi
Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D
Sumber: Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D [1]
Abstrak Pertumbuhan printer 3-D desktop mendorong minat terhadap filamen printer 3-D daur ulang untuk mengurangi biaya produksi terdistribusi. Studi analisis siklus hidup dilakukan pada daur ulang polietilen densitas tinggi menjadi filamen yang cocok untuk pembuatan lapisan aditif dengan printer 3-D. Sistem daur ulang terpusat konvensional untuk lokasi pedesaan dengan kepadatan penduduk tinggi dan kepadatan penduduk rendah dibandingkan dengan usulan sistem daur ulang terdistribusi di rumah. Sistem ini akan melibatkan penghancuran dan kemudian memproduksi filamen dengan ekstruder plastik sumber terbuka dari plastik pasca-konsumen dan kemudian mencetak filamen yang diekstrusi menjadi komponen dan produk yang dapat digunakan dan bernilai tambah dengan printer 3-D seperti mesin replikasi mandiri sumber terbuka yang cepat. prototiper, atau RepRap. Emisi energi dan karbon dioksida yang terkandung dihitung untuk daur ulang polietilen densitas tinggi menggunakan SimaPro 7.2 dan database EcoInvent v2.0. Hasilnya menunjukkan bahwa daur ulang terdistribusi menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan skenario terbaik yang digunakan untuk daur ulang terpusat. Untuk daur ulang terpusat dalam studi kasus populasi dengan kepadatan rendah yang melibatkan penggunaan energi besar untuk transportasi dan pengumpulan, penghematan untuk daur ulang terdistribusi ditemukan mencapai lebih dari 80%. Jika proses pendistribusian diterapkan pada polietilen densitas tinggi AS yang saat ini didaur ulang, lebih dari 100 juta MJ energi dapat dihemat per tahun seiring dengan penurunan emisi gas rumah kaca yang signifikan. Disimpulkan bahwa dengan berkembang pesatnya jaringan pencetakan 3-D sumber terbuka, potensi adopsi luas daur ulang plastik pasca-konsumen di rumah mewakili jalur baru menuju masa depan manufaktur terdistribusi yang sesuai untuk negara maju dan berkembang. dampak lingkungan yang lebih rendah dibandingkan sistem yang ada saat ini.
Catatan
- Perhitungan limbah energi dan sumber daya material dari HDPE yang tidak didaur ulang.
- Memperkirakan penggunaan Energi dan emisi CO2 selama penggunaan RECYCLEBOT.
- Memperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk ekstrusi filamen.
Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen Terdistribusi di Daerah Pedesaan
Sumber: Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen yang Terdistribusi di Daerah Pedesaan [2]
Abstrak Meskipun manfaat daur ulang plastik bagi lingkungan sudah diketahui dan sebagian besar lokasi geografis di AS menawarkan daur ulang plastik, tingkat daur ulang seringkali rendah. Tingkat daur ulang yang rendah sering kali terlihat di pabrik daur ulang konvensional yang terpusat karena tantangan pengumpulan dan pengangkutan polimer bervolume tinggi dan berbobot rendah. Tingkat daur ulang semakin menurun ketika kepadatan penduduk yang rendah, komunitas pedesaan dan relatif terisolasi diselidiki karena jarak ke pusat daur ulang membuat daur ulang menjadi sulit dan tidak efisien secara ekonomi dan energi. Perkembangan terbaru dari perangkat keras sumber terbuka (misalnya RecycleBots) yang mampu mengubah sampah plastik pasca-konsumen menjadi filamen polimer untuk pencetakan 3-D menawarkan cara untuk meningkatkan tingkat daur ulang dengan memungkinkan daur ulang terdistribusi. Selain mengurangi jumlah plastik yang dibuang ke tempat pembuangan sampah, daur ulang yang didistribusikan juga dapat memberikan sarana bagi keluarga berpenghasilan rendah untuk menambah pendapatan mereka dengan memproduksi barang-barang plastik kecil dalam negeri. Studi ini menyelidiki dampak lingkungan dari daur ulang polimer. Analisis siklus hidup (LCA) untuk daur ulang plastik terpusat dibandingkan dengan penerapan daur ulang terdistribusi di daerah pedesaan. Dampak lingkungan dari kedua skenario daur ulang diukur berdasarkan penggunaan energi per satuan massa plastik daur ulang. Analisis sensitivitas digunakan untuk menentukan dampak lingkungan dari kedua sistem sebagai fungsi jarak ke pusat daur ulang. Hasil studi LCA ini menunjukkan bahwa daur ulang HDPE yang didistribusikan untuk wilayah pedesaan lebih menguntungkan dibandingkan penggunaan resin murni atau proses daur ulang konvensional. Studi ini menunjukkan bahwa kemajuan teknis dalam perangkat fotovoltaik surya, pencetakan 3-D sumber terbuka, dan ekstrusi filamen polimer telah membuat daur ulang dan daur ulang polimer terdistribusi dapat dilakukan secara teknis.
Catatan
- Menjelaskan manfaat daur ulang plastik dan perbedaannya terhadap lingkungan.
- Pengembangan alat untuk proses daur ulang yang sama.
- Dampak ekonomi dari teknik daur ulang ini.
Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid
Sumber: Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid [3]
Abstrak Manufaktur di wilayah negara berkembang yang kekurangan listrik sangat membatasi kecanggihan teknis dari apa yang diproduksi. Lebih dari satu miliar orang yang tidak memiliki akses terhadap listrik masih memiliki akses terhadap beberapa teknologi tinggi yang diimpor; namun, hal ini sering kali kurang dapat disesuaikan dan sering kali tidak sesuai dengan komunitasnya. Teknologi tepat guna open source (OSAT) dapat mengatasi tantangan ini. Namun, salah satu hambatan utama terhadap perkembangan dan distribusi OSAT yang lebih cepat adalah kurangnya alat produksi yang melampaui kompleksitas teknis tertentu. Studi ini merancang dan mendemonstrasikan kelayakan teknis dari dua fasilitas manufaktur digital seluler sumber terbuka yang ditenagai oleh fotovoltaik surya, dan mampu mencetak OSAT yang dapat disesuaikan di komunitas mana pun yang memiliki akses ke sinar matahari. Yang pertama, dirancang untuk penggunaan komunitas, seperti di sekolah atau ruang pembuat, bersifat semi-mobile dan mampu melakukan pencetakan 3-D hampir terus menerus menggunakan teknologi RepRap, sekaligus memberi daya pada banyak komputer. Desain kedua, yang dapat dikemas seluruhnya ke dalam koper standar, memungkinkan perjalanan spesialis dari komunitas ke komunitas untuk memberikan kemampuan pembuatan OSAT sesuai kebutuhan, di mana saja. Rancangan ini tidak hanya memberikan kemungkinan manufaktur yang kompleks dan fabrikasi suku cadang pengganti bagi masyarakat pedesaan terpencil yang tidak memiliki akses terhadap jaringan listrik, namun juga menawarkan peluang untuk melompati seluruh rantai pasokan manufaktur konvensional, sekaligus secara radikal mengurangi biaya dan biaya. dampak lingkungan dari produk bagi masyarakat berkembang.
Catatan
- Perubahan Sumber Daya yang diperlukan di negara berkembang.
- Pengenalan desain seluler berdasarkan fotovoltaik surya.
Manufaktur terdistribusi dengan pencetakan 3-D: studi kasus sistem pemasangan fotovoltaik surya kendaraan rekreasi
Sumber: Manufaktur terdistribusi dengan pencetakan 3-D: studi kasus sistem pemasangan fotovoltaik surya pada kendaraan rekreasi. [4]
Abstrak Untuk pertama kalinya, pencetakan 3-D sumber terbuka berbiaya rendah memberikan potensi manufaktur terdistribusi pada skala rumah tangga untuk produk-produk yang disesuaikan, bernilai tinggi, dan kompleks. Untuk mengeksplorasi potensi jenis manufaktur ultra-terdistribusi ini, yang telah terbukti mengurangi dampak lingkungan dibandingkan dengan manufaktur konvensional, makalah ini menyajikan studi kasus desain parametrik 3-D yang dapat dicetak untuk kendaraan rekreasi (RV) fotovoltaik surya (PV). ) sistem rak. Desainnya adalah perangkat pemasangan empat sudut dengan kemampuan untuk menyesuaikan sudut kemiringan dan ketinggian kebuntuan. Hal ini memungkinkan optimalisasi kinerja sistem PV untuk garis lintang tertentu, yang bervariasi karena RV bersifat mobile secara geografis. Desain sumber terbuka 3-D yang dapat dicetak dibuat dan dianalisis untuk waktu pencetakan, konsumsi listrik pencetakan, sifat mekanik, dan biaya ekonomis. Hasil awal menunjukkan manufaktur terdistribusi dari produk studi kasus menghasilkan pengurangan biaya ekonomi yang besar untuk produk yang setara. Selain itu, penghematan biaya ini dipertahankan sekaligus meningkatkan fungsionalitas sistem rak. Output listrik tambahan untuk sistem PV RV studi kasus dengan fungsionalitas sudut kemiringan yang ditingkatkan di tiga lokasi perwakilan di AS ditemukan rata-rata lebih dari 20% lebih tinggi dibandingkan dengan sistem rak konvensional yang diproduksi secara massal. Hasil awal memperjelas bahwa manufaktur terdistribusi – bahkan di tingkat rumah tangga – dengan printer 3-D sumber terbuka layak secara teknis dan menguntungkan secara ekonomi. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memperluas hasil studi pendahuluan ini ke jenis produk lainnya.
Kode daur ulang polimer untuk manufaktur terdistribusi dengan printer 3-D
Sumber: Kode daur ulang polimer untuk manufaktur terdistribusi dengan printer 3-D. [5]
Abstrak
Dengan pengurangan biaya yang agresif untuk pencetakan 3-D yang disediakan oleh prototipe cepat replikasi mandiri (RepRaps) sumber terbuka, keuntungan ekonomi dari manufaktur terdistribusi khusus telah menjadi besar. Selain itu, jumlah desain gratis tumbuh secara eksponensial dan pengembangan serta komersialisasi recyclebot (pengekstrusi plastik yang membuat filamen pencetakan 3-D dari bahan daur ulang atau bahan asli) telah sangat meningkatkan pemilihan bahan yang tersedia bagi operator printer 3-D prosumer. Tren ini menunjukkan bahwa semakin banyak individu yang akan memproduksi produk polimernya sendiri, namun terdapat risiko bahwa sebagian besar limbah polimer tidak akan didaur ulang karena belum diberi kode. Kode identifikasi resin terbatas yang tersedia di AS saat ini juga membatasi penutupan loop pada polimer yang kurang populer, yang dapat menghambat manfaat dampak lingkungan dari manufaktur terdistribusi. Makalah ini memberikan solusi untuk tantangan ini dengan (1) mengembangkan model kode daur ulang berdasarkan kode identifikasi resin yang dikembangkan di Tiongkok yang mampu diperluas seiring dengan diperkenalkannya bahan pencetakan 3-D yang lebih kompleks, (2) membuat skrip OpenSCAD berbasis pada (1) digunakan untuk mencetak kode identifikasi resin ke dalam produk, (3) mendemonstrasikan penggunaan fungsi ini dalam pemilihan produk dan bahan polimer, dan (4) menguraikan perangkat lunak dan alat kebijakan yang diperlukan untuk memungkinkan penerapan ini untuk adopsi secara luas. Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem identifikasi kode resin yang jauh lebih besar dapat diadopsi di AS untuk memperluas distribusi daur ulang polimer dan pembuatan produk cetakan 3-D berbasis plastik.
Catatan
- Identifikasi Resin Kode OpenSCAD diperkenalkan dalam perancangan produk
- Kebutuhan model Kode Daur Ulang di pasar
- Perluasan ide-ide ini ke seluruh dunia
Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D
Sumber: Analisis siklus hidup daur ulang terdistribusi polietilen densitas tinggi pasca-konsumen untuk filamen pencetakan 3-D [6]
Abstrak Pertumbuhan printer 3-D desktop mendorong minat terhadap filamen printer 3-D daur ulang untuk mengurangi biaya produksi terdistribusi. Studi analisis siklus hidup dilakukan pada daur ulang polietilen densitas tinggi menjadi filamen yang cocok untuk pembuatan lapisan aditif dengan printer 3-D. Sistem daur ulang terpusat konvensional untuk lokasi pedesaan dengan kepadatan penduduk tinggi dan kepadatan penduduk rendah dibandingkan dengan usulan sistem daur ulang terdistribusi di rumah. Sistem ini akan melibatkan penghancuran dan kemudian memproduksi filamen dengan ekstruder plastik sumber terbuka dari plastik pasca-konsumen dan kemudian mencetak filamen yang diekstrusi menjadi komponen dan produk yang dapat digunakan dan bernilai tambah dengan printer 3-D seperti mesin replikasi mandiri sumber terbuka yang cepat. prototiper, atau RepRap. Emisi energi dan karbon dioksida yang terkandung dihitung untuk daur ulang polietilen densitas tinggi menggunakan SimaPro 7.2 dan database EcoInvent v2.0. Hasilnya menunjukkan bahwa daur ulang terdistribusi menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan skenario terbaik yang digunakan untuk daur ulang terpusat. Untuk daur ulang terpusat dalam studi kasus populasi dengan kepadatan rendah yang melibatkan penggunaan energi besar untuk transportasi dan pengumpulan, penghematan untuk daur ulang terdistribusi ditemukan mencapai lebih dari 80%. Jika proses pendistribusian diterapkan pada polietilen densitas tinggi AS yang saat ini didaur ulang, lebih dari 100 juta MJ energi dapat dihemat per tahun seiring dengan penurunan emisi gas rumah kaca yang signifikan. Disimpulkan bahwa dengan berkembang pesatnya jaringan pencetakan 3-D sumber terbuka, potensi adopsi luas daur ulang plastik pasca-konsumen di rumah mewakili jalur baru menuju masa depan manufaktur terdistribusi yang sesuai untuk negara maju dan berkembang. dampak lingkungan yang lebih rendah dibandingkan sistem yang ada saat ini.
- Perhitungan limbah energi dan sumber daya material dari HDPE yang tidak didaur ulang.
- Memperkirakan penggunaan Energi dan emisi CO2 selama penggunaan RECYCLEBOT.
- Memperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk ekstrusi filamen.
Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen Terdistribusi di Daerah Pedesaan
Sumber: Daur Ulang Sampah Plastik Pasca Konsumen yang Terdistribusi di Daerah Pedesaan [7]
Abstrak Meskipun manfaat daur ulang plastik bagi lingkungan sudah diketahui dan sebagian besar lokasi geografis di AS menawarkan daur ulang plastik, tingkat daur ulang seringkali rendah. Tingkat daur ulang yang rendah sering kali terlihat di pabrik daur ulang konvensional yang terpusat karena tantangan pengumpulan dan pengangkutan polimer bervolume tinggi dan berbobot rendah. Tingkat daur ulang semakin menurun ketika kepadatan penduduk yang rendah, komunitas pedesaan dan relatif terisolasi diselidiki karena jarak ke pusat daur ulang membuat daur ulang menjadi sulit dan tidak efisien secara ekonomi dan energi. Perkembangan terbaru dari perangkat keras sumber terbuka (misalnya RecycleBots) yang mampu mengubah sampah plastik pasca-konsumen menjadi filamen polimer untuk pencetakan 3-D menawarkan cara untuk meningkatkan tingkat daur ulang dengan memungkinkan daur ulang terdistribusi. Selain mengurangi jumlah plastik yang dibuang ke tempat pembuangan sampah, daur ulang yang didistribusikan juga dapat memberikan sarana bagi keluarga berpenghasilan rendah untuk menambah pendapatan mereka dengan memproduksi barang-barang plastik kecil dalam negeri. Studi ini menyelidiki dampak lingkungan dari daur ulang polimer. Analisis siklus hidup (LCA) untuk daur ulang plastik terpusat dibandingkan dengan penerapan daur ulang terdistribusi di daerah pedesaan. Dampak lingkungan dari kedua skenario daur ulang diukur berdasarkan penggunaan energi per satuan massa plastik daur ulang. Analisis sensitivitas digunakan untuk menentukan dampak lingkungan dari kedua sistem sebagai fungsi jarak ke pusat daur ulang. Hasil studi LCA ini menunjukkan bahwa daur ulang HDPE yang didistribusikan untuk wilayah pedesaan lebih menguntungkan dibandingkan penggunaan resin murni atau proses daur ulang konvensional. Studi ini menunjukkan bahwa kemajuan teknis dalam perangkat fotovoltaik surya, pencetakan 3-D sumber terbuka, dan ekstrusi filamen polimer telah membuat daur ulang dan daur ulang polimer terdistribusi layak dilakukan secara teknis.
- Menjelaskan manfaat daur ulang plastik dan perbedaannya terhadap lingkungan.
- Pengembangan alat untuk proses daur ulang yang sama.
- Dampak ekonomi dari teknik daur ulang ini.
Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid
Sumber: Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid [8]
Abstract: Manufacturing in areas of the developing world that lack electricity severely restricts the technical sophistication of what is produced. More than a billion people with no access to electricity still have access to some imported higher-technologies; however, these often lack customization and often appropriateness for their community. Open source appropriate technology (OSAT) can overcome this challenge, but one of the key impediments to the more rapid development and distribution of OSAT is the lack of means of production beyond a specific technical complexity. This study designs and demonstrates the technical viability of two open-source mobile digital manufacturing facilities powered with solar photovoltaics, and capable of printing customizable OSAT in any community with access to sunlight. The first, designed for community use, such as in schools or makerspaces, is semi-mobile and capable of nearly continuous 3-D printing using RepRap technology, while also powering multiple computers. The second design, which can be completely packed into a standard suitcase, allows for specialist travel from community to community to provide the ability to custom manufacture OSAT as needed, anywhere. These designs not only bring the possibility of complex manufacturing and replacement part fabrication to isolated rural communities lacking access to the electric grid, but they also offer the opportunity to leap-frog the entire conventional manufacturing supply chain, while radically reducing both the cost and the environmental impact of products for developing communities.
References
- ↑ Kreiger, M. A., M. L. Mulder, A. G. Glover, and J. M. Pearce. "Life cycle analysis of distributed recycling of post-consumer high-density polyethylene for 3-D printing filament." Journal of Cleaner Production 70 (2014): 90-96.
- ↑ Kreiger, M., G. C. Anzalone, M. L. Mulder, A. Glover, and J. M. Pearce. "Distributed recycling of post-consumer plastic waste in rural areas." In MRS Proceedings, vol. 1492, pp. 91-96. Cambridge University Press, 2013.
- ↑ King, D., Babasola, A., Rozario, J., & Pearce, J. (2014). "Mobile Open-Source Solar-Powered 3-D Printers for Distributed Manufacturing in Off-Grid Communities." Challenges In Sustainability, 2(1), 18-27. doi:10.12924/cis2014.02010018
- ↑ Ben Wittbrodt, John Laureto, Brennan Tymrak, Joshua M Pearce "Distributed manufacturing with 3-D printing: a case study of recreational vehicle solar photovoltaic mounting systems",Journal of Frugal Innovation 1.1 (2015)
- ↑ Hunt, E. J., Zhang, C., Anzalone, N., & Pearce, J. M. (2015). "Polymer recycling codes for distributed manufacturing with 3-D printers". Resources, Conservation and Recycling, 97, 24-30.
- ↑ Kreiger, M. A., M. L. Mulder, A. G. Glover, and J. M. Pearce. "Life cycle analysis of distributed recycling of post-consumer high-density polyethylene for 3-D printing filament." Journal of Cleaner Production 70 (2014): 90-96.
- ↑ Kreiger, M., G. C. Anzalone, M. L. Mulder, A. Glover, and J. M. Pearce. "Distributed recycling of post-consumer plastic waste in rural areas." In MRS Proceedings, vol. 1492, pp. 91-96. Cambridge University Press, 2013.
- ^ DL King, A. Babasola, J. Rozario, dan JM Pearce. Printer 3-D Bertenaga Surya Sumber Terbuka Seluler untuk Manufaktur Terdistribusi di Komunitas Off-Grid, 18-27, Oktober 2014.
