فناوری پرینت سه‌بعدی چه کمکی به‌ اقتصاد چرخه‌ای می‌کند؟

به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد توسعه فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته، اقتصاد چرخه‌ای به دنبال کاهش هدررفت منابع، بازیافت و استفاده مجدد از مواد، و حفظ ارزش مواد و محصولات در چرخه تولید است. پرینت سه‌بعدی به عنوان یکی از فناوری‌های کلیدی در این مدل اقتصادی شناخته می‌شود، زیرا چند ویژگی دارد که باعث می‌شود هم در تولید و هم در مصرف منابع کارآمدتر عمل کند. از جمله این موارد می‌توان به گزینه‌های زیر اشاره کرد؛

۱. کاهش هدررفت مواد اولیه

پرینت سه‌بعدی برخلاف روش‌های سنتی تولید، که اغلب شامل حذف یا بریدن مواد از بلوک‌های بزرگ‌تر است (که به اصطلاح تولید کاهشی نامیده می‌شود) تولید افزایشی (Additive Manufacturing) است. این بدین معنی است که مواد فقط در جاییکه نیاز است افزوده می‌شوند و هدررفت مواد به حداقل می‌رسد. در تولید سنتی، برش و ساخت قطعات ممکن است مقدار زیادی ضایعات تولید کند، اما در پرینت سه‌بعدی، ماده به صورت لایه‌ای و دقیق استفاده می‌شود. این مزیت باعث می‌شود که استفاده بهینه از منابع در خط تولید اتفاق بیفتد و کمترین مقدار ضایعات صنعتی به وجود بیاید.

۲. افزایش قابلیت بازیافت مواد

فناوری پرینت سه‌بعدی این امکان را فراهم می‌کند که از مواد بازیافتی برای تولید محصولات جدید استفاده شود. بسیاری از پرینترهای سه‌بعدی نو قادر به استفاده از پلاستیک‌های بازیافتی، فلزات بازیافتی، و حتی مواد زیستی هستند. با این رویکرد، مواد دورریختنی می‌توانند به شکل محصولات جدید وارد چرخه تولید شوند و این دقیقاً در راستای اهداف اقتصاد چرخه‌ای است.

برای مثال، برخی از شرکت‌ها از پلاستیک‌های بازیافتی برای تولید محصولات جدید با پرینترهای سه‌بعدی استفاده می‌کنند. این فرایند نه تنها ضایعات پلاستیکی را کاهش می‌دهد بلکه مواد خام مورد نیاز برای تولید جدید را نیز کم می‌کند.

۳. سفارشی‌سازی و تولید در مقیاس کوچک

یکی از ویژگی‌های پرینت سه‌بعدی این است که به راحتی می‌توان تولید سفارشی و در مقیاس کوچک انجام داد. این مسئله می‌تواند به کاهش تولید بیش از حد کمک کند، زیرا شرکت‌ها می‌توانند محصولاتی را تولید کنند که دقیقاً مطابق با نیاز مشتریان است، بدون اینکه نیاز به انباشت کالاهای اضافی در انبار داشته باشند. این فرآیند مصرف منابع کمتر و کاهش ضایعات محصول نهایی را به دنبال دارد. در اقتصاد چرخه‌ای، هدف این است که از تولید بیش از حد و هدررفت مواد جلوگیری شود، و پرینت سه‌بعدی دقیقاً این قابلیت را دارد که تولید سفارشی و مقیاس‌بندی‌شده انجام دهد.

۴. طراحی محصول برای طول عمر بیشتر و قابلیت تعمیر

با استفاده از پرینت سه‌بعدی، امکان طراحی محصولات به گونه‌ای وجود دارد که طول عمر بالاتری داشته باشند و همچنین به راحتی قابل تعمیر و بازسازی باشند. این فناوری به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که قطعات جایگزین یا قطعات تعمیر محصولات را به سرعت و با هزینه کمتر تولید کنند، به طوری که نیاز به دور انداختن محصول کامل کاهش می‌یابد.

در اقتصاد چرخه‌ای، طراحی برای دوام بیشتر و امکان تعمیر یکی از اصول کلیدی است و پرینت سه‌بعدی می‌تواند به اجرای این اصل کمک کند. برای مثال، در صنعت خودرو، می‌توان قطعات یدکی را به‌جای وارد کردن از کشورهای دیگر، به‌صورت محلی با پرینتر سه‌بعدی تولید کرد.

۵. کاهش حمل و نقل و انتشار کربن

پرینت سه‌بعدی به کاهش نیاز به حمل‌ونقل طولانی‌مدت کمک می‌کند. در روش‌های سنتی، مواد اولیه یا محصولات نهایی باید از مناطق مختلف جهان حمل شوند که این فرآیند به مصرف زیاد انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر می‌شود. با پرینت سه‌بعدی، امکان تولید محلی وجود دارد، یعنی قطعات یا محصولات مورد نیاز می‌توانند به‌صورت محلی چاپ شوند و نیاز به حمل و نقل بین‌المللی و مصرف سوخت کاهش یابد.

۶. طراحی برای بازیافت بهتر

فناوری پرینت سه‌بعدی این امکان را می‌دهد که محصولات به گونه‌ای طراحی شوند که بعد از پایان عمر مفیدشان قابل بازیافت باشند. برای مثال، می‌توان قطعات را به‌گونه‌ای طراحی کرد که راحت‌تر از هم جدا شوند و اجزاء مختلف به صورت مجزا بازیافت شوند. این امر به بهبود فرایند بازیافت کمک می‌کند و مواد استفاده شده را به چرخه تولید بازمی‌گرداند.

۷. ساخت و تولید مبتنی بر تقاضا

پرینت سه‌بعدی همچنین به تولید مبتنی بر تقاضا (on-demand manufacturing) کمک می‌کند. به این معنا که تولید تنها در صورت نیاز انجام می‌شود، و این به کاهش مازاد تولید و دورریز کالاها کمک می‌کند. شرکت‌ها می‌توانند به سرعت به نیازهای بازار پاسخ دهند، بدون اینکه نیاز به تولید انبوه و انبار کردن محصولات باشد

۸. توسعه مواد زیستی و پایدار

فناوری پرینت سه‌بعدی همچنین به توسعه و استفاده از مواد پایدار و زیستی‌تخریب‌پذیر کمک می‌کند. در حال حاضر، مواد جدیدی که برای پرینت سه‌بعدی طراحی شده‌اند، شامل مواد سازگار با محیط زیست هستند که می‌توانند به راحتی بازیافت یا تخریب شوند. استفاده از این مواد در تولید صنعتی می‌تواند به کاهش وابستگی به مواد غیرقابل بازیافت و آسیب‌زا برای محیط زیست کمک کند.

۹. کاهش انرژی مصرفی در تولید

پرینت سه‌بعدی به دلیل اینکه فرآیندی افزایشی است و از ابزارآلات سنگین و فرایندهای برش و قالب‌گیری کم‌مصرف‌تر استفاده می‌کند، می‌تواند به کاهش مصرف انرژی در تولید صنعتی کمک کند. با مصرف انرژی کمتر و کاهش هدررفت مواد، این فناوری با اصول اقتصاد چرخه‌ای که به دنبال کاهش مصرف منابع طبیعی و انرژی است، هماهنگی دارد.

۱۰. بومی‌سازی تولید

پرینت سه‌بعدی امکان تولید محلی و نزدیک به مصرف‌کننده را فراهم می‌کند. این امر نه تنها به کاهش هزینه‌ها و زمان حمل‌ونقل کمک می‌کند، بلکه از اتلاف منابع در فرآیندهای توزیع و انبارداری جلوگیری می‌کند. بومی‌سازی تولید می‌تواند منجر به تولید پایدارتر و کاهش ردپای زیست‌محیطی شود.

فناوری پرینت سه‌بعدی می‌تواند نقش بسیار مهمی در تسهیل و تقویت اقتصاد چرخه‌ای ایفا کند. با کاهش ضایعات تولید، استفاده مجدد از مواد بازیافتی، طراحی برای دوام بیشتر و کاهش مصرف انرژی و منابع، این فناوری به صنعتی سبزتر و پایدارتر کمک می‌کند. در نتیجه، پرینت سه‌بعدی نه تنها به کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند مدل‌های اقتصادی جدیدی بر اساس بازیافت و استفاده مجدد ایجاد کند که در قلب اقتصاد چرخه‌ای قرار دارند.