積層造形：循環型経済における3Dプリンティング

ジミー・ソングSNHSの豆知識2022年12月26日午後4時38分、台湾、中国、中国

積層造形：循環型経済における3Dプリンティング

導入

「土地を大切にすれば土地もあなたを大切にしてくれる。土地を破壊すれば土地もあなたを破壊してくれる」という有名な格言は、私たちの環境の重要性を示しています。環境を保全し、さらなる被害から守るためには、持続可能性の開発に注力する必要があります。これを実現するには、従来型の製造プロセス（CM）ではなく、積層造形（AM）プロセスを用いた循環型経済を採用することが有効です（Velenturf and Purnell）。AM（一般に3Dプリンティングとして知られています）は、廃棄物を最小限に抑え、環境に優しい材料を使用し、エネルギー消費を削減するため、環境的に持続可能な未来への鍵となる可能性を秘めています。

廃棄物と汚染を最小限に抑える

AMはCMに比べて原材料の無駄が少なく、汚染物質の排出量も少なくなります。ジーゲン大学のMR Khosravani教授とT. Reinicke教授によると、「AMは、モデル、プロトタイプ、ツール、金型、最終製品のすべての部品が単一のプロセスで製造されるため、製造プロセスにおける廃棄物を最小限に抑えることができます」（Khosravani and Reinicke）。すべてが下から上へと層ごとに作られるため、3Dプリンターは最終部品と小さな支持構造に必要な材料のみを使用します。従来の製造方法とは異なり、AMでは組み立ての必要なく製品が製造されます。これは、輸送プロセスで通常発生する温室効果ガスが回避され、汚染レベルが低下することを意味します。

省エネ

AMは廃棄物の削減や環境に優しい材料の使用に加え、産業界にとって資源効率が高い。AMは製造時の燃料消費量を削減しながらエネルギー効率を最大化する（Javaid et al.）。

さらに、ホワイトハウスは「積層造形技術は、材料を削り取って廃棄するのではなく、土台から積み上げていくため、材料費を90％削減し、エネルギー消費量を半分に抑えることができる」と発表した（ホワイトハウス）。もし、現在の製造方法を積層造形技術に置き換えることができるすべての産業がそうすれば、持続可能性の実現に大きく近づくことになるだろう。

結論

環境効率は持続可能性の礎であり、エネルギー使用量と廃棄物発生量の削減は地球温暖化の大幅な抑制につながる可能性がある（Javaid et al.）。AM（積層造形）の研究開発により多くの時間と資源を投入すれば、最終的に機能的な循環型経済を実現できるかもしれない。