1980’lerde ortaya çıkan ve son on yılda işlevselliğini ve popülerliğini artıran çevre dostu 3D baskı teknolojisi pek çok sektörde tercih ediliyor. Peki uygun fiyat seçenekleriyle her tür kullanıcıya hitap eden 3D yazıcılar gerçekten anlatıldığı kadar çevre dostu mu? Yoksa karbon ayak izinin en büyük etkenlerinden olan lojistik süreçlerinin azaltılması gibi etkenler 3D yazıcıları masum kılmaya yetmiyor mu?
“Uçtan uca bir yaklaşım uyguluyoruz. Böylece fiziksel makaleleri çeşitli yerlerde neredeyse gerçek zamanlı olarak gerçekleştiriyoruz. Bence ışınlanmaya en yakın olan şey bu.” — Jeremy Haight, Eklemeli İmalat ve Gelişmiş Konseptler Baş Mühendisi / Vestas
Haight’ın da dediği gibi çok az son işlem gerektirerek ana ürün ortayan koyan 3D baskı belki de en parlak teknolojik gelişmelerden biri. Daha az enerji ve daha az malzeme israfı ile gezegeni korumak için ön saflarda yer alan bu teknoloji oldukça düşük bir karbon ayak izine sahip. Peki daha hızlı, kişiselleştirilmiş, ucuz ve dayanıklı parçalar üretilmesine olanak sağlayan 3D baskı teknolojisi çevre dostu sıfatını ne kadar hak ediyor? Önce hep beraber bardağın dolu tarafını inceleyelim ve neden çevre dostu olabileceğinin cevabını verelim.
3D baskının olumlu ekolojik etkileri
Daha sürdürülebilir bir yöntem
Eklemeli imalat geleneksel yöntemlere oranla çok daha az israfa yol açar. Çünkü ürünlerin biçimleri oyma ya da yontma gibi yöntemlerle belirlenmez. Katman katman dizilen içi boş dolgulu yapılar performansı korurken üreticilere yalnızca ihtiyaç duydukları şeyi üretme şansı tanır. Aynı zamanda uygulanabilirliği yüksek bir yöntem olduğu için karbon ağırlıklı tedarik zincirlerine ihtiyaç duymaz. Yalnızca fabrikasyon aşamasını düşündüğümüzde bile geleneksel üretimin karbon ayak izi katmanlı imalattan çok daha yüksektir. 3D baskı ihtiyaç duyulan noktada çok yönlü üretim sağlayarak, bu karbon yoğunluklu adımlara olan ihtiyacı ortadan kaldırırken aynı zamanda operasyonel verimlilik sağlar.
Geri dönüştürülebilir ve organik malzemeler
3D baskıda yaygın olarak kullanılan termoplastiklerden ikisi PLA ve ABS’dir. Mısır ve şeker kamışı gibi malzemelerden üretilen PLA çevre dostu organik tabanlı bir malzemedir. ABS ise petro-plastik olduğu için daha sağlamdır ve geri dönüştürülebilir. PET ve suda çözünen ve biyolojik olarak parçalanabilen PVA’yı da kullanılan diğer plastikler arasında sayabiliriz.
Yedek parça üretimi ile onarım hakkı
3D baskı teknolojisi mobilya, araba ve ekipman dahil hemen hemen her şey için yedek parça üretebilir. Böylece üreticiden talep etmeden ya da yetkili servise gitmenize gerek kalmadan eskiyen ekipmanların ömrünü uzatabilirsiniz.
3D baskı neden çevre dostu değil?
Şu ana kadar 3D baskı çevre dostu özellikleri ile çeşitli endüstrilere yönelik ürünler yaratmanın harika bir yolu gibi görünüyordu. Peki işler hangi noktada değişmeye başladı? Hemen cevaplayalım: 3D baskı sürecinin belirli yönleri yüksek düzeyde enerji tüketimine neden olurken, zararlı emisyonları bile beraberinde getirebilir. Bir nesnenin basılması için geçen süre veya kullanılan malzemenin türü gibi, üretim sürecindeki birçok faktörün çevresel etkisi olabilir.
Enerji tüketimi
Bir baskıda son ürünün kalitesi baskı süresi ile doğru orantılı ilerliyor. Yavaş ilerleyen bir sürecin sonunda daha az katman yüksekliği ile daha kaliteli baskılar elde edilebiliyor. Ancak daha uzun yazdırma süresi daha yüksek enerji tüketimi demek. Son ürünün kalitesi tüketilen enerji miktarına değiyor mu? İşte tüm mesele bu.
3D baskı sürecinde enerji tüketimi üç aşamada gözlemlenebilir:
- Makinenin baskıya hazırlandığı ön ısıtma aşaması
- Bir nesnenin yazdırıldığı ana aşama
- Soğutma işlemi
Baskı işleminde kullanılan büyük enerji miktarlarının çözümü şse kullanılan malzemelerden geçiyor. Düşük sıcaklıkta çalışabilen malzemelerin kullanılması enerji tüketimini büyük oranda azaltıyor. Aynı şekilde aynı anda birden fazla bileşeni basabilen makineler de enerji tasarrufuna imkan sağlıyor.
Emisyonlar
Çevre sorunlarını düşündüğümüzde kirlilik daima başı çekiyor. 3D baskı çok fazla kirliliğe neden olacak bir şey gibi görünmese de gelin işin diğer yüzüne bakalım. Endüstriyel kirlilik çoğunlukla üretim sırasında ortaya çıkıyor ve dünyadaki sera gazı emisyonlarının %19’si endüstriyel üretim süreçlerinden kaynaklanıyor. 3D baskı da uçucu organik bileşikler veya VOC olarak bilinen emisyonları ortaya çıkarıyor. (VOC ölçümü, bazı sektörlerde çalışma şartlarından dolayı meydana gelen ve havaya karışan uçucu organik bileşiklerin yoğunluğunun belirlenmesi için yapılan ölçüm türüdür.)
VOC emisyonunu etkileyebilecek çok sayıda parametre mevcut. Malzeme kullanımı, makinenin sıcaklığı, filament rengi, baskı plakasında kullanılan ısı miktarı ve yazıcı modeli gibi detaylar emisyon miktarını değiştirebilir. Söz konusu emisyon polimerlerin ve diğer katkı maddelerinin termal bozunması ile açığa çıkar.
3D baskı VOC’lerin yanı sıra diğer partikül maddeleri, gaz halindeki malzemeleri ve potansiyel sağlık riskleri oluşturabilecek bazı nanopartikülleri yayabilir.
Tekrar kullanılabilir mi?
Ne yazık ki 3D baskı için ihtiyaç duyulan malzemeler doğası gereği tekrar kullanılamayabilir. Özellikle tekrardan üretim süreçlerinde yeni plastiğin elde edilmesi sürdürülebilirlikten uzak bir yoldan geçer. Üretim için petrol ürünlerinin yanı sıra plastiğin kendisinin üretilmesi için de yüksek karbon yoğunluğuna sahip olması gerekir. Neyse ki, 3D baskıda geri dönüştürülmüş malzemeler veya metal gibi plastik dışı malzemeler kullanılabilir. Böylece baskı süreçleri daha sürdürülebilir bir şekilde sonuçlanabilir.
Ancak unutmamak gerek günün sonunda tüm imalat endüstrileri çevreye bir miktar zarar veriyor. Yine de atık azaltması ve lojstik süreçleri sınırlaması ile öne çıkan 3D baskı teknolojisi kendi türünün en masum örneği diyebiliriz.
