Como a Impressão 3D Impulsiona a Manufatura Sustentável e Ecológica

À medida que entramos em uma era mais ecologicamente consciente da manufatura, surgem muitas preocupações de que novas tecnologias possam estar nos levando para trás. As preocupações frequentemente direcionadas à impressão 3D colocam seu uso abundante de plásticos e consumo de energia sob fogo, e às vezes esses argumentos são válidos. No entanto, os players da indústria estão fazendo o melhor para encontrar soluções válidas que possam aplacar tais queixas. Muitos designers estão olhando para novas tecnologias, materiais e alterações na cadeia de suprimentos para tornar a impressão 3D mais sustentável e ambientalmente amigável. Aqui estão apenas algumas das grandes maneiras:

Reciclagem de Filamentos

Reciclar filamentos não é apenas melhor para o meio ambiente, é também uma boa prática para ter em sua própria oficina ou negócio. Sejam impressões falhas, trabalhos malfeitos ou apenas bagunça no seu espaço de trabalho, reciclar impressões antigas ou itens pode ser benéfico. Algumas empresas já estão preenchendo essa lacuna específica no mercado com itens interessantes como kits de reciclagem de filamentos, enquanto outras estão elevando o nível e limpando plásticos industriais em uma escala muito maior.

No lado mais ambicioso, empresas como a Clean Currents estão disponibilizando impressoras 3D especiais que podem ser totalmente compatíveis com plástico oceânico, permitindo que os usuários ajudem a limpar o meio ambiente enquanto imprimem seus itens. Outras empresas como a Trimatis LLC estão transformando resíduos plásticos em filamentos também. Isso tem sido uma possibilidade tão promissora que até os militares dos EUA estão buscando imprimir em 3D com plástico reciclado de peças obsoletas para economizar em custos de transporte e ser mais eficientes.

Da mesma forma, empresas como a 3devo fornecem trituradores de filamentos e tecnologia de fabricação de carretéis para que os usuários possam reutilizar seus plásticos velhos em vez de jogá-los fora. Outros usuários que estão fazendo pellets de plásticos velhos têm um trabalho ainda mais fácil em mãos.

No entanto, há mais do que apenas filamentos e pellets recicláveis na frente dos materiais.

Materiais Sustentáveis e Construção

Embora o PLA (um dos materiais mais comumente usados na impressão 3D) seja biodegradável, nem todos os outros termoplásticos de manufatura aditiva são. Mas por que deveríamos ter filamentos feitos de plásticos não biodegradáveis? Existem várias outras opções que pesquisadores têm desenvolvido que evitam completamente essas opções ambientalmente desfavoráveis, oferecendo algumas características de materiais inovadoras.

Novas tecnologias estão permitindo que uma variedade de materiais seja usada para impressão 3D para propósitos únicos. Um desses materiais vem na forma do filamento de celulose antibacteriano impresso em 3D do MIT. Ele poderia potencialmente se tornar um marco para aplicações médicas, facilitando a criação de materiais aprovados pela FDA que podem ser descartados sem causar muita preocupação com o descarte sustentável de resíduos. Também é bastante resistente em termos de propriedades mecânicas e barato de produzir.

Outra tecnologia potencial que vale a pena notar é a de filamentos de bioplástico de cânhamo que empresas estão desenvolvendo. A 3D4MAKERS é uma empresa que produz esse filamento, oferecendo uma adesão bastante boa entre camadas.

Mesmo além dos filamentos, existem vários materiais promissores no mundo das construções impressas em 3D que poderiam oferecer opções muito atraentes para potenciais projetos de arquitetura. Vários projetos têm buscado meios sustentáveis de produzir concreto, um produto cuja produção leva a uma grande parcela das emissões de gases de efeito estufa (o setor de cimento é o terceiro maior consumidor industrial de energia e o segundo maior emissor industrial de CO2 globalmente). É por isso que empresas como a FICEP S3 criaram sistemas que reutilizam os resíduos da impressão 3D e pós-processamento de peças em processos como MJF e SLS, criando um novo concreto híbrido. O Projeto BCN está, assim, buscando transformar resíduos em uma forma mais sustentável de concreto misto que pode oferecer menos dores de cabeça associadas aos materiais de manufatura tradicionais.

Da mesma forma, compostos orgânicos também estão sendo usados para impressão 3D de casas. Esses compostos não são apenas uma curiosidade ecológica, pois alguns oferecem soluções que permitem a impressão rápida de estruturas. A Universidade Estoniana de Ciências da Vida e a Universidade de Tartu têm experimentado com Turfa, um material natural feito de vegetação em decomposição que se forma em pântanos e outros ambientes úmidos. Como um dos sumidouros de carbono mais eficientes do planeta, ele pode armazenar compostos de carbono, o que o torna particularmente útil neste empreendimento. Tem sido usado como uma importante fonte de combustível em certas partes do mundo por mais de um século e cientistas encontraram uma maneira de transformá-lo em uma fonte orgânica de habitação que realmente auxilia esforços ambientais em vez de dificultá-los. Tal processo também faz uso de resíduos, auxiliando na reciclagem.

Outros pesquisadores têm trabalhado com impressão 3D de solo, como o projeto para transformação de regolito lunar. Esses experimentos estão nos aproximando do uso de materiais alternativos mais abundantes enquanto reciclamos elementos antigos para criar novas construções.

Sistemas de Impressão 3D com Energia Solar

Impressoras 3D vão consumir muita energia à medida que se tornam mais comuns em indústrias mais amplas. No entanto, isso não significa que a energia tenha que vir de meios tradicionais. A energia solar ainda está muito em desenvolvimento, mas representa o santo graal da energia alternativa, e muitas empresas estão aproveitando isso tanto desenvolvendo painéis solares com impressoras 3D quanto aproveitando diretamente a energia solar para dispositivos de manufatura aditiva.

Painéis solares impressos em 3D oferecem algumas vantagens distintas. Podem ser mais leves, mais baratos e, em certos casos, imprimi-los gera muito menos resíduos. Métodos como MJF têm sido usados para impressão 3D de sistemas solares há algum tempo. A Nano Dimension tem sido particularmente notável a esse respeito, unindo-se a start-ups em Israel para produzir tais soluções de energia sustentável. Algumas empresas estão até desenvolvendo painéis flexíveis, o que é uma perspectiva que não seria possível com a manufatura tradicional.

A impressão 3D também está ajudando a aumentar a eficiência dos painéis solares. A T3DP, por exemplo, é um projeto de pesquisa de impressão 3D que começou em 2013 sob a liderança de Daniel Clark. Seu objetivo é usar uma impressão 3D volumétrica patenteada para dobrar a eficiência de conversão dos painéis solares atuais. Essencialmente, a T3DP está tentando criar um painel solar impresso em 3D que seja acessível e viável. Seu trabalho emprega pesquisas anteriores estudando o composto químico materiais perovskita para células solares, que podem fornecer materiais muito mais fortes e estáveis para a construção de células solares.

Por outro lado, algumas empresas têm desenvolvido impressoras 3D que funcionam com energia solar. Tais conceitos estão disponíveis como tecnologias de código aberto há muito tempo. Mesmo além de seus benefícios ambientais, tais impressoras são uma perspectiva útil, pois permitem impressão em áreas remotas. Esse foi o ímpeto por trás do trabalho da re:3D com a Gigabot, que é um dispositivo de impressão 3D off-grid que poderia potencialmente trazer manufatura aditiva para áreas sem eletricidade, aproveitando o poder do sol.