Cómo la impresión 3D ofrece soluciones sostenibles y respetuosas con el medio ambiente

A medida que ingresamos en una era de fabricación más consciente del medio ambiente, hay toneladas de preocupaciones de que las nuevas tecnologías posiblemente nos estén haciendo retroceder. Las preocupaciones que a menudo se imponen a la impresión 3D ponen bajo fuego el uso abundante de plásticos y el uso de energía y, a veces, estos argumentos son válidos. Sin embargo, los actores de la industria están haciendo todo lo posible para encontrar soluciones válidas que puedan aliviar tales quejas. Muchos diseñadores buscan nuevas tecnologías, materiales y modificaciones dentro de la cadena de suministro para hacer que la impresión 3D sea más sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Estas son solo algunas de las grandes maneras de hacerlo:

Reciclaje de filamentos

Reciclar filamentos no solo es mejor para el medio ambiente, también es una buena práctica para tener a mano dentro de su propio taller o negocio. Ya sea que se trate de impresiones fallidas, trabajos fallidos o simplemente desorden en su espacio de trabajo, reciclar impresiones o artículos antiguos puede ser bueno. Algunas empresas ya están llenando este vacío particular en el mercado con algunos artículos ingeniosos como kits de reciclaje de filamentos, mientras que otras están subiendo la apuesta y limpiando plásticos industriales a una escala mucho mayor.

En el lado más ambicioso, empresas como Clean Currents están optando por impresoras 3D especiales que pueden ser totalmente compatibles con el plástico oceánico, lo que permite a los usuarios ayudar a limpiar el medio ambiente mientras imprimen sus artículos. Otras empresas como Trimatis LLC están tomando residuos plásticos y convirtiéndolos también en filamentos. Esta ha sido una posibilidad tan prometedora que incluso el ejército de EE. UU. está buscando imprimir en 3D con plástico reciclado de piezas obsoletas para ahorrar en costos de transporte y ser más eficiente.

Del mismo modo, empresas como 3devo proporcionan trituradoras de filamentos y tecnología de fabricación de carretes para que los usuarios puedan reutilizar sus plásticos viejos en lugar de tirarlos. Otros usuarios que fabrican gránulos con plásticos viejos tienen un trabajo aún más fácil en sus manos.

Sin embargo, hay más que solo filamentos y gránulos reciclables en el frente del material.

Materiales y construcción sostenibles

Si bien el PLA (uno de los materiales más utilizados en la impresión 3D) es biodegradable, no todos los demás termoplásticos de fabricación aditiva lo son. Sin embargo, ¿por qué deberíamos tener filamentos hechos de plásticos no biodegradables? Hay muchas otras opciones que los investigadores han estado proponiendo que evitan por completo estas opciones nocivas para el medio ambiente y ofrecen algunas características materiales novedosas.

Las nuevas tecnologías están permitiendo el uso de una gama de materiales para la impresión 3D con fines únicos. Uno de esos materiales viene en forma de filamento de celulosa impreso en 3D antibacteriano del MIT. Potencialmente, podría convertirse en una potencia para las aplicaciones médicas, lo que facilita la creación de materiales aprobados por la FDA que se pueden desechar sin causar mucha preocupación sobre la eliminación sostenible de desechos. También es bastante resistente en términos de propiedades mecánicas y económico de producir.

Otra tecnología potencial que podría valer la pena mencionar es la de los filamentos de cáñamo bioplástico que las empresas están desarrollando. 3D4MAKERS es una empresa que produce un filamento de este tipo, que ofrece una adherencia bastante buena entre capas.

Incluso aparte de los filamentos, hay una serie de materiales prometedores en el mundo de las construcciones impresas en 3D que podrían generar algunas opciones muy atractivas para posibles proyectos de arquitectura. Varios proyectos han estado buscando formas sostenibles de producir hormigón, un producto cuya producción genera una gran parte de las emisiones de gases de efecto invernadero (el sector del cemento es el tercer mayor consumidor industrial de energía y el segundo mayor emisor industrial de CO2 a nivel mundial). Es por eso que empresas como FICEP S3 crearon sistemas que reutilizan los productos de desecho de la impresión 3D y el posprocesamiento de piezas en procesos como MJF y SLS, creando un nuevo hormigón híbrido. Por lo tanto, el Proyecto BCN busca tomar los desechos para convertirlos en una forma más sostenible de hormigón mixto que pueda ofrecer menos dolores de cabeza asociados con los materiales de fabricación tradicionales.

Del mismo modo, los compuestos orgánicos también se están utilizando para las casas de impresión 3D. Estos compuestos tampoco son solo una curiosidad ecológica, ya que algunos de ellos ofrecen soluciones que pueden permitir la impresión rápida de estructuras. La Universidad de Ciencias de la Vida de Estonia y la Universidad de Tartu han estado experimentando con turba, un material natural hecho de vegetación en descomposición que se forma en pantanos y otros ambientes de humedales. Como uno de los sumideros de carbono más eficientes del planeta, puede almacenar compuestos de carbono, lo que lo hace particularmente útil en este esfuerzo. Se ha utilizado como una fuente importante de combustible en ciertas partes del mundo durante más de un siglo y los científicos han encontrado una manera de convertirlo en una fuente orgánica de vivienda que en realidad ayuda a los esfuerzos ambientales en lugar de obstaculizarlos. Tal proceso también hace uso de los desechos, lo que ayuda en el reciclaje.

Otros investigadores han estado trabajando con la impresión 3D del suelo, como el proyecto para transformar el regolito lunar. Estos experimentos nos acercan más al uso de materiales alternativos que son más abundantes mientras reciclamos elementos antiguos para crear nuevas construcciones.

Sistemas de impresión 3D con energía solar

Las impresoras 3D consumirán mucha energía a medida que se vuelvan más comunes en industrias más amplias. Sin embargo, esto no significa que la energía tenga que provenir de medios tradicionales. La energía solar todavía se está desarrollando mucho, pero representa el santo grial de la energía alternativa, y muchas empresas están aprovechando esto mediante el desarrollo de paneles solares con impresoras 3D y el aprovechamiento directo de la energía solar para dispositivos de fabricación aditiva.

Los paneles solares impresos en 3D ofrecen algunas ventajas distintas. Estos pueden ser más livianos, más baratos y, en ciertos casos, imprimirlos genera muchos menos desperdicios. Métodos como MJF se han utilizado para imprimir sistemas solares en 3D desde hace un tiempo. Nano Dimension ha sido particularmente notable en este sentido, asociándose con nuevas empresas en Israel para producir tales soluciones de energía sostenible. Algunas empresas incluso están desarrollando los flexibles, lo cual es una perspectiva que no sería posible con la fabricación tradicional.

La impresión 3D también está ayudando a aumentar la eficiencia de los paneles solares. T3DP, por ejemplo, es un proyecto de investigación de impresión 3D que comenzó en 2013 bajo el liderazgo de Daniel Clark. Su objetivo es utilizar una impresión 3D volumétrica patentada para duplicar la eficiencia de conversión de los paneles solares actuales. Esencialmente, T3DP está tratando de crear una energía solar impresa en 3D que sea asequible y viable. Su trabajo emplea investigaciones previas que estudian los materiales compuestos químicos de perovskita para células solares, que pueden proporcionar materiales mucho más fuertes y estables para construir células solares.

Por otro lado, algunas empresas han estado desarrollando impresoras 3D que funcionan con energía solar. Estos conceptos han estado disponibles como tecnologías de código abierto durante mucho tiempo. Incluso aparte de sus beneficios ambientales, estas impresoras son una perspectiva útil ya que permiten imprimir en áreas remotas. Este fue el ímpetu detrás del trabajo de re:3D con el Gigabot, que es un dispositivo de impresión 3D fuera de la red que potencialmente podría llevar la fabricación aditiva a áreas sin electricidad aprovechando la energía del sol.