3D打印機(jī)的三個(gè)環(huán)保挑戰(zhàn)：節(jié)能、功耗、毒素排放
首先對(duì)比3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)的工作流程——與普通打印機(jī)工作原理基本一致，3D打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把打印材料層層疊加，利用光固化和紙層疊等技術(shù)將電腦中的圖案打印成成品。將計(jì)算機(jī)里的三維圖直接“打印”并制成實(shí)物，尤其在生產(chǎn)汽車(chē)或是建筑等大型物件的制造過(guò)程中，減少了組裝零件數(shù)量，并縮短了供應(yīng)鏈流程。
但這位制造業(yè)的明日之星并不像人們稱(chēng)道的如“環(huán)保新寵”那樣完美。
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一.環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品本身是否節(jié)能環(huán)保呢？
在質(zhì)疑任何環(huán)保產(chǎn)品之時(shí)，無(wú)一例外地需要看到產(chǎn)品的生命周期，即產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響是否在制造過(guò)程中的幾個(gè)階段超出了臨界值。除了產(chǎn)品使用開(kāi)采過(guò)程中的原料，如石油為燃料，其制造和冷熱加工中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響；然而我們?cè)谌魏?D打印機(jī)的打印過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)——它作為增量技術(shù)將許多非常薄的層逐步堆積起來(lái)的形成需要制造的物體，其不計(jì)其數(shù)的支撐原料，可以以“噸”被回收，而一個(gè)噴墨3D打印機(jī)也浪費(fèi)其油墨的40%-50%。
挖掘3D打印機(jī)作為環(huán)保制造技術(shù)潛力，其核心是需要打造出與眾不同和更加環(huán)保的產(chǎn)品生命周期，而3D打印機(jī)最具價(jià)值之處在于將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)圖像直接生成，提高了產(chǎn)品的形式、功能、性能和耐用性，甚至可以想象3D印刷制造業(yè)對(duì)日后改變?nèi)蚬⿷?yīng)鏈并縮短產(chǎn)品生命周期帶來(lái)的影響。然而對(duì)于3D打印機(jī)本身來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)品生產(chǎn)本身的周期并非零污染或是零浪費(fèi)。
二.3D打印機(jī)的耗電、時(shí)間和原料可否環(huán)保？
3D打印機(jī)主要來(lái)自電力供應(yīng)，只要目睹過(guò)3D打印機(jī)打印全程的人都會(huì)知道，一個(gè)大小約30厘米的形狀不規(guī)則立體圓盤(pán)模型需要一臺(tái)3D打印機(jī)工作二十八半小時(shí)；對(duì)比注塑機(jī)的工業(yè)級(jí)打印機(jī)，3D打印機(jī)使用熱或激光融化塑料消耗估計(jì)有50至100倍，在打印成品同樣重量下，3D打印機(jī)則比注塑耗費(fèi)更多的電能。
在整個(gè)制造過(guò)程中產(chǎn)生高度能耗外，3D印刷生產(chǎn)則嚴(yán)重依賴(lài)塑料，與注塑（傳統(tǒng)方法制造塑膠對(duì)象）不同，注塑工藝可留下極為少數(shù)的未使用的塑料原料，塑料工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)使用粉狀或熔融聚合物打印卻留下大量未使用的原材料遺留。塑料的副作用在于材料在打印過(guò)程中有時(shí)可重新使用，但大多因材料特性的損壞卻無(wú)法回收，不得不直接丟棄。
值得慶幸的是，國(guó)外大量的技術(shù)公司已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)節(jié)能環(huán)保的3D打印原料，這點(diǎn)逐漸彌補(bǔ)了原料使用塑料造成環(huán)境影響的不足，即用鹽、水泥、木頭或水泥聚合物開(kāi)發(fā)的打印材料替代原有的熱塑性塑料和感光樹(shù)脂等非環(huán)保打印材料。
三.3D打印機(jī)毒素排放是否較之一般機(jī)器有更為優(yōu)秀的表現(xiàn)？
傳統(tǒng)激光打印機(jī)使用中產(chǎn)生的臭氧比重是空氣的1.65倍；傳統(tǒng)打印機(jī)使用過(guò)程中都會(huì)泄漏墨粉粉塵，并散發(fā)出一種含有大量鐵硅粉的粉塵，打印墨水中也含有的鉛、鎘、貢等重金屬。
然而3D打印機(jī)也不會(huì)例外——3D打印機(jī)打印過(guò)程中形成的煙霧被稱(chēng)為UFP（超微粒子），在與動(dòng)物和人類(lèi)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，超微粒子可影響肺功能變化、過(guò)敏性反應(yīng)、血栓形成或是改變心率等。雖然一般的3D打印機(jī)形成的超微粒子不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生過(guò)度影響，亦在人體接受范圍內(nèi)，但目前仍然無(wú)可靠研究表明，適用于家庭的3D打印機(jī)以及工業(yè)規(guī)模的3D打印機(jī)所產(chǎn)生的超微粒子分別對(duì)環(huán)境造成的真正影響，但可以肯定的是，打印機(jī)必須置于通風(fēng)處且距離人體較遠(yuǎn)的位置更為有益。
無(wú)論是Urbee今年在加拿大用3D打印機(jī)打出的全球第一輛汽車(chē)，還是在北京車(chē)庫(kù)咖啡看到的小型3D打印機(jī)和玩具成品，3D打印機(jī)著實(shí)已從概念逐漸走到我們身邊并逐漸改變我們的生活。尤其中國(guó)作為全球制造業(yè)的大國(guó)之一，3D打印技術(shù)必將廣泛應(yīng)用與各個(gè)行業(yè)，而減少它對(duì)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響不但取決于如何改善可再生能源供給、原材料使用，更是取決于人們對(duì)這些新技術(shù)如何適度投入使用。
作者為公益邦總編
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