Cân nhắc về Môi trường đối với In 3D FFF

In 3D thường được coi là một phương pháp sản xuất thân thiện với môi trường vì giảm chất thải. Nó cũng làm rung chuyển chuỗi cung ứng bằng cách cho phép nội địa hóa, hợp nhất và giảm hàng tồn kho. Tuy nhiên, mọi quy trình sản xuất đều có tác động đến môi trường và sản xuất phụ gia cũng không ngoại lệ. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét quy trình FFF (Fused Filament Fabrication) và cách thực hiện các thay đổi đối với quy trình làm việc của bạn có thể giảm tác động của các bộ phận lên môi trường.

Ba khía cạnh bền vững chính cần xem xét đối với in 3D FFF là vòng đời của một bộ phận, lựa chọn vật liệu và tiêu thụ điện năng. Đảm bảo các bộ phận của bạn thân thiện với môi trường nhất có thể là hành động cân bằng giữa ba yếu tố này.

Vòng đời một phần

Xem thêm: Ethereal Shakes VR Gaming với thiết kế sáng tạo

Xem xét toàn bộ vòng đời của bộ phận là một giai đoạn quan trọng của quá trình thiết kế mà đôi khi có thể bị bỏ qua. Cố gắng xem xét tất cả các lĩnh vực của vòng đời thiết kế, từ sản xuất ban đầu cho đến cuối vòng đời.

Không thể nghĩ ra mọi thứ trong giai đoạn thiết kế, và một trong những điều tốt nhất khi sản xuất một mẫu thử nghiệm là khi phần của bạn nằm trong tay, bạn có thể nhanh chóng nhận ra bất kỳ lỗi hoặc tính năng nào mà bạn có thể đã quên. Nhưng chính xác nhất có thể trong giai đoạn thiết kế ban đầu của bạn có thể tiết kiệm việc in ấn không cần thiết và giảm thời gian lãng phí.

Sử dụng các mẫu và mật độ mực in thích hợp có thể là một cách tuyệt vời để giảm lượng vật liệu bạn đang in. Nếu bạn đang in một bộ phận chức năng, hãy sử dụng cấu trúc chèn và mật độ chèn cao hơn để duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc tốt. Nếu bộ phận chỉ mang tính thẩm mỹ, hãy cân nhắc sử dụng mật độ bơm giảm hoặc tốt hơn nữa là chế độ bình hoa, chế độ này sẽ in bộ phận của bạn như một phần thân rỗng.

Nếu bạn đang sử dụng in 3D FFF để sản xuất các bộ phận nguyên mẫu hoặc các thành phần cơ khí, hãy cố gắng đảm bảo thiết kế của bạn được tối ưu hóa hết mức có thể. Sử dụng hàng loạt công nghệ mô phỏng trong Fusion 360 có thể là một cách tuyệt vời để đảm bảo rằng bộ phận của bạn đủ mạnh cho ứng dụng của nó và không bị khai thác quá mức cũng như sử dụng nhiều vật liệu hơn yêu cầu.

Cuối cùng, cố gắng tránh sử dụng chất kết dính trong các bộ phận lắp ráp và thay vào đó sử dụng đồ đạc cơ khí nếu có thể. Điều này cho phép người dùng tháo rời hoàn toàn sản phẩm và vứt bỏ mọi thành phần một cách có trách nhiệm khi hết tuổi thọ.

Lựa chọn vật liệu

Xem thêm: Tìm hiểu các quy trình sản xuất phụ gia – Blog Fusion 360

Hiểu được các đặc tính của vật liệu có thể đảm bảo rằng bạn chọn đúng vật liệu cho phần của mình. Ví dụ: nếu thành phần in 3D của bạn cần khả năng chống va đập cao, việc sử dụng dây tóc nylon sẽ đảm bảo rằng bộ phận của bạn có tuổi thọ sử dụng lâu hơn so với bộ phận tương tự bằng ABS.

Nói về môi trường, PLA là sự lựa chọn vật liệu tốt hơn. Nó được cho là vật liệu dễ in nhất, do đó giảm khả năng in không thành công và nó là một loại nhựa sinh học, được tạo ra từ các vật liệu có nguồn gốc thực vật. Hoặc tốt hơn nữa, hãy sử dụng rPLA, có các đặc tính gần giống như PLA, nhưng được sản xuất từ ​​vật liệu phế thải của nhà máy.

Ngoài ra, hãy cân nhắc việc dập nổi biểu tượng khả năng tái chế của vật liệu đã chọn lên các thành phần của bạn, đặc biệt nếu bạn định phân phối các bộ phận đó cho người khác. Điều này sẽ hướng dẫn người dùng cách xử lý một cách có trách nhiệm bộ phận khi hết tuổi thọ của nó.

Cuối cùng, hãy cân nhắc xử lý rác thải in ấn của bạn (vật liệu hỗ trợ, các bộ phận hỏng hóc, v.v.) một cách có trách nhiệm. Ngày nay, hầu hết các vật liệu sản xuất phụ gia được coi là “Nhựa khác” (Loại 7) và rất tiếc là không được chấp nhận tại hầu hết các chương trình tái chế đô thị ven đường. Nhưng có nhiều công ty tái chế và chế biến nhựa độc lập tái chế các vật liệu không được dịch vụ nhận hàng tại địa phương xử lý.

Sự tiêu thụ năng lượng

Một yếu tố thường bị bỏ qua nhưng rất quan trọng khi xem xét tác động môi trường của tất cả các phương pháp sản xuất là tiêu thụ điện năng của việc sản xuất một bộ phận. Để giảm mức tiêu thụ điện của bản in, hãy cố gắng tối ưu hóa cài đặt in của bạn nhiều nhất có thể để giảm thời gian in tổng thể. Bằng cách giảm thời gian in các bộ phận của bạn, bạn giảm thời gian máy in sử dụng điện, do đó giảm tác động đến môi trường của bạn.

Chúng tôi nhận thấy rằng việc chọn các mẫu in chìm như các mẫu con quay hồi chuyển, ngôi sao và đường thẳng có thể giảm đáng kể thời gian in so với một số mẫu phức tạp hơn, chẳng hạn như các mẫu Rhombille và Auxetic. Một bài đăng trên blog trong tương lai đang được thực hiện để chia sẻ một số nghiên cứu mà chúng tôi đã và đang thực hiện trong lĩnh vực này.

Lời kết

In 3D FFF như một phương pháp sản xuất dân chủ hóa quá trình sản xuất, cho phép các thiết kế trước đây không thể thực hiện được và tăng tốc chu kỳ phát triển sản phẩm. Nó đã có tác động tích cực không thể phủ nhận đối với ngành thiết kế và sản xuất và trở thành trụ cột trong quá trình phát triển sản phẩm của nhiều công ty.

Thiết kế để sản xuất (DFM) là một giai đoạn quan trọng của quá trình thiết kế và việc xem xét việc tháo rời, thải bỏ và tác động đến môi trường cần trở thành một phần của giai đoạn này. Bằng cách xem xét ba yếu tố được mô tả ở trên trong quá trình DFM của bạn, bạn có thể hạn chế tác động của mình đến môi trường.

Bạn đã sẵn sàng đưa quy trình in 3D FFF của mình lên một tầm cao mới chưa? Fusion 360 Additive Build Extension mở ra công nghệ sản xuất phụ gia bổ sung cho phép bạn sản xuất các bộ phận nhẹ hơn, mạnh hơn, hoạt động tốt hơn đồng thời giảm lãng phí vật liệu và chi phí.