Embora a fabricação de camadas aditivas esteja bem estabelecida para prototipagem rápida, o baixo rendimento e os custos históricos impediram a adoção em larga escala. O recente desenvolvimento do RepRap , um prototipador rápido e auto-replicável de código aberto, tornou impressoras 3D de baixo custo prontamente disponíveis ao público a preços razoáveis (<US$ 1.000). O RepRap (variante Prusa Mendell) atualmente imprime objetos 3-D em um envelope de construção de 200x200x140 milímetros quadrados de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e ácido polilático (PLA). ABS e PLA são termoplásticos que podem ser moldados por injeção, cada um com seus próprios benefícios, já que o ABS é rígido e durável, enquanto o PLA é vegetal e pode ser reciclado e compostado. A temperatura de fusão do ABS e do PLA permite o uso em impressoras 3D de baixo custo, pois essas temperaturas são baixas o suficiente para serem usadas na extrusão por fusão em casa, enquanto são altas o suficiente para que as impressões mantenham sua forma em temperaturas médias de uso. O uso de impressoras 3D para fabricação oferece a capacidade de alterar a composição do preenchimento, imprimindo vazios, e de fabricar formas que são impossíveis de serem feitas usando métodos tradicionais, como moldagem por injeção. Isso permite a criação de formas mais complicadas usando menos material, o que pode reduzir o impacto ambiental.
À medida que as impressoras 3D de código aberto continuam a evoluir e a melhorar tanto em custo quanto em desempenho, aumenta o potencial para a fabricação distribuída de produtos economicamente viável. Assim, os produtos e componentes poderiam ser personalizados e impressos no local pelos consumidores individuais, conforme necessário, revertendo a tendência histórica para produtos fabricados e enviados em massa centralmente. A produção distribuída reduz a energia incorporada de transporte proveniente da distribuição da produção centralizada convencional, mas permanecem questões relativas ao potencial de aumentos na energia incorporada global da produção devido à redução de escala. Para quantificar o impacto ambiental da produção distribuída utilizando impressoras 3D, foi realizada uma análise do ciclo de vida de um espremedor de plástico. A energia consumida e as emissões produzidas pela produção convencional em grande escala no exterior são comparadas com medições experimentais em um RepRap que produz produtos idênticos com ABS e PLA. Os resultados desta ACV são discutidos em relação ao impacto ambiental da fabricação distribuída com impressoras 3D e seleção de polímeros para impressão 3D para reduzir esse impacto. Os resultados deste estudo mostram que a fabricação distribuída utiliza menos energia do que a fabricação convencional devido à capacidade única do RepRap de reduzir a composição do preenchimento. A fabricação distribuída também tem menos emissões do que a fabricação convencional quando utiliza PLA e quando utiliza ABS com energia solar fotovoltaica. Os resultados deste estudo indicam que a fabricação distribuída em camadas aditivas de código aberto é tecnicamente viável e benéfica do ponto de vista ecológico.
Veja também
- Análise do ciclo de vida ambiental da impressão 3D distribuída e da fabricação convencional de produtos poliméricos - Um estudo mais abrangente sobre este assunto
- Fábrica de impressoras 3D auto-replicáveis e de código aberto para fabricação de pequenas empresas