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2025年全風(fēng)HTB透浦式鼓風(fēng)機(jī)
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3D打印未必節(jié)能環(huán)保 潛在風(fēng)險(xiǎn)催生新市場(chǎng)
長(zhǎng)期以來(lái)，3D打印技術(shù)一直以節(jié)能、環(huán)保的形象示人，仿佛選擇了3D打印，便選擇了綠色與健康。然而具體到生產(chǎn)實(shí)踐中，情況恐怕并非盡皆如此。近來(lái)的一些研究顯示，3D打印在能源消耗、有害物質(zhì)排放方面，可能會(huì)面臨信任危機(jī)。不過(guò)，危機(jī)亦是轉(zhuǎn)機(jī)，這些潛在的風(fēng)險(xiǎn)或許會(huì)為3D打印產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟出新的市場(chǎng)。
3D打印的節(jié)能往往是有條件的，即小規(guī)模生產(chǎn)。曾有人做過(guò)測(cè)試，一個(gè)粗細(xì)約30cm的不規(guī)則立體圓盤(pán)模型需要一臺(tái)3D打印機(jī)連續(xù)工作28.5小時(shí)才能制成。與工業(yè)級(jí)注塑打印機(jī)相比，3D打印消耗的電能是注塑工藝的50至100倍。因此，只有在生產(chǎn)數(shù)量很少時(shí)，3D打印才會(huì)比注塑更為經(jīng)濟(jì)。這也是長(zhǎng)期以來(lái)3D打印一直無(wú)法取代傳統(tǒng)制造技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的原因之一。
除了耗能多，3D打印在耗材方面也存在浪費(fèi)現(xiàn)象。盡管3D打印又名“增材制造”，但并非只是按需添加材料而沒(méi)有無(wú)謂的損耗。例如工業(yè)級(jí)塑料3D打印機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中便會(huì)產(chǎn)生大量原材料。這些物往往因特性損壞而無(wú)法回收再利用，比起注塑工藝的損耗更為嚴(yán)重，且會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。
比起耗能耗材，3D打印對(duì)人類(lèi)更大的負(fù)面影響在于有害物質(zhì)的排放。目前，大多數(shù)的3D打印工藝仍需要對(duì)原材料進(jìn)行高溫加工，這一過(guò)程中，金屬、塑料類(lèi)的粉末釋放的粒子被人或動(dòng)物吸入體內(nèi)，可能產(chǎn)生不良反應(yīng)。近，美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議的一篇研究報(bào)道顯示，ABS、PLA、PET、尼龍等材料都會(huì)在FDM 3D打印過(guò)程中釋放揮發(fā)性的有機(jī)化合物，ABS線(xiàn)材尤甚。這些材料的揮發(fā)物可能會(huì)刺激眼睛、鼻子和喉嚨，甚至引發(fā)頭痛、失調(diào)、惡心等癥狀。
當(dāng)然，并不是所有的3D打印工藝都對(duì)環(huán)境、人體有如此威脅。今年5月法國(guó)一組研究人員針對(duì)3D打印鞋墊的測(cè)試就表明，其對(duì)人類(lèi)健康、氣候變化和資源三方面的影響均比傳統(tǒng)鞋墊要小。但是，業(yè)界仍要正視部分3D打印技術(shù)中存在的風(fēng)險(xiǎn)，甚至從中覓得新的商機(jī)。
既然3D打印污染、浪費(fèi)的主要根源在于材料，人們便可從材料入手解決問(wèn)題。針對(duì)塑料3D打印中的材料破壞環(huán)境的現(xiàn)象，目前已有公司用鹽、水泥、木頭等開(kāi)發(fā)環(huán)保材料，用來(lái)代替熱塑性塑料等進(jìn)行打印。
3D打印對(duì)人體的威脅主要來(lái)自于設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的有害氣體，而有害氣體的來(lái)源往往是被高溫加熱的材料。如果省卻了加熱步驟，有害氣體的排放量自然會(huì)小得多。目前學(xué)界已有不少團(tuán)隊(duì)致力于室溫下的3D打印研究。
美國(guó)的勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室便于今年5月開(kāi)發(fā)出一種3D打印透明玻璃的新技術(shù)，其原料是用玻璃顆粒的濃縮懸浮液制成的墨水，由于具有高度受控的流動(dòng)性，因此可在室溫下打印。又如本月初德國(guó)3D打印公司RepRap開(kāi)發(fā)出一種聚氨酯新材料，具有各向同性的力學(xué)性能，能在液體狀態(tài)下進(jìn)行室溫打印，省略了FDM 3D打印機(jī)的熔融過(guò)程。
不過(guò)，有些3D打印材料在成型過(guò)程中無(wú)法脫離加熱環(huán)節(jié)，為了降低有害氣體對(duì)人體的影響，人們不得不另想辦法，這便催生了又一個(gè)藍(lán)海，即3D打印設(shè)備過(guò)濾器市場(chǎng)。安裝在3D打印機(jī)內(nèi)部的過(guò)濾器可以阻止相當(dāng)一部分的有害微粒釋放到外部環(huán)境中，甚至可以將其降解為安全成分。目前已有少數(shù)公司開(kāi)展了此類(lèi)研究，并取得了一定進(jìn)展。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能、環(huán)保的3D打印會(huì)更加名副其實(shí)。面對(duì)自身的不足與學(xué)界的質(zhì)疑，業(yè)者更當(dāng)迎難而上，在危機(jī)中迸發(fā)生機(jī)，將3D打印產(chǎn)業(yè)推向新的高峰。
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