Hızla Büyüyen 3 Boyutlu Yazıcı Teknolojisi, Çevreye Zarar Veriyor Olabilir mi?

3 boyutlu baskı teknolojisini hafife alıyor olabilir miyiz? Çünkü 3 boyutlu baskı teknolojisi, dünyada sebep olacağı değişim bakımından daha şimdiden buhar makinesi, ampul, atomik enerji, mikroçipler ve hatta internet ile karşılaştırılmaktadır.^[1] Yine bu teknoloji sayesinde, Çin gibi üretimi tekelinde tutan devlerden ziyade, daha eşit yoğunlukta dağılmış bir üretim ağı etmek mümkündür.^[1] Bu sebeplerle yeni ve ufak işletmeler ya da gelişmekte olan ülkeler için 3 boyutlu baskı bir lütuf olarak görülmektedir.^[2]

Bu teknolojinin, çoğu durumda başka hiçbir şekilde üretilemeyecek karmaşıklıkta ürünler ortaya çıkarabilmesi, ürünün oluştuğu son adıma kadar her şeyin dijital ortamla olması, (kalıp kullanımının aksine) aynı malzeme ve makineyle istenilen her ürünün basılabilmesi, malzemenin artmadan sonuna kadar değerlendirilebilmesi ve dosyaların hızlı paylaşımı gibi özellikleri diğer imalat yöntemlerine göre avantajları arasındadır.^[1] Üstelik mühendisliği, biyoloji gibi bilim dallarıyla bağlayarak yapay organlar ve sentetik et üretiminde bile kullanılabilmektedir. Bu yüzden 3 boyutlu baskı, hem endüstriyel hem de kişisel alanlarda her geçen gün daha da yaygınlaşmaktadır.

Statista

Peki endişelenmemiz gereken bir şey var mı?

3 Boyutlu Baskının Çevreye Etkileri

Enerji

Çeşitli malzemelerin eritilip yavaşça dökülmesine dayalı (İng: "fused deposition modeling" ya da kısaca "FDM tipi") 3 boyutlu baskı kulağa her ne kadar basit gelse de çalışması için birçok bileşenin beraber işlemesini gerektirir: motorlar, fanlar, ısıtıcılar, sürücüler, işlemciler... Bu cihazların hepsi elektrikle çalışır ve elektrik de büyük oranda fosil yakıtlardan elde edilir. Bu yüzden 3B yazıcı kullanımı, bu açıdan doğaya zarar olarak yansır.^[3]

Çok sıklıkla kullanılan kalıp enjeksiyonu yöntemi ile 3 boyutlu baskıyı karşılaştırınca, hangisinin enerji bakımından daha avantajlı olduğunu net olarak söylemek zor: Eğer ürün seri üretimle üretiliyorsa ve/veya modeli sabitse, kalıp enjeksiyonu daha az harcama yapar; ancak eğer hedeflenen ürün değişkense ve/veya sınırlı üretiliyorsa 3B baskı daha az harcama yapar.^[3] Bunun ana sebebi, kalıp enjeksiyonu için gerekli kalıbın üretimi ve kurulumunun da masraflarının olmasıdır.^{[2], [3]}

3 boyutlu yazıcıların kalıba ihtiyacı yoktur, tek makine çok farklı şekillerde cisim yaratıp, hiçbir parça değişimine ihtiyaç duymaz. Kalıp enjeksiyonu yönteminde ise, üründeki en ufak değişiklik için yeniden toplu kalıplar tasarlamak gerekir ve bu da fazladan enerji/para harcar. Öbür yandan 3 boyutlu yazıcılar baskı başına (kalıp enjeksiyona nazaran) daha fazla enerji harcar, bu yüzden birebir aynı üründen çok sayıda üretilecekse, 3 boyutlu yazıcıların doğaya negatif etkisi artar. 3 boyutlu baskının yüksek üretimde dezavantajlı olduğu görülürken, hem ekonomik hem çevresel zararları düşük üretimde azalmaktadır.^[2] Bu yüzden 3 boyutlu baskının enerji kullanımı, bahsi geçen sektöre göre yorumlanmalıdır.^[2]

OECD

OECD

Kalıp enjeksiyonu gibi yaygın yöntemlerden enerji bakımından (%70 kadar) daha verimli deneysel 3 boyutlu yazıcı sistemleri üretilmiştir, ama çoğu kullanıcı bunlara yönelmemektedir.^[2] Bu yüzden kullanıcılar, daha verimli makineler satın almaya teşvik edilmelidir.

Tabii 3 boyutlu baskının enerji kaynaklı çevresel etkisini azaltmada tek odak noktası makinelerin ya da kullanıcıların kendileri değil, bizzat elektriğin çevresel etkileri de olmalıdır. Elektrik üretiminde yenilenebilir kaynaklara geçerek, 3 boyutlu yazıcıların çevreye zararları %75 azaltılabilir.^[2]

3 boyutlu baskının malzeme, enerji ve emekten tasarruf sağlayabileceği bir özelliği de tekil parçalar basma kabiliyetidir. Bu sayede çok sayıda parça içeren bir ürünün parçalarından biri bozulursa ürünün tamamını değiştirmek yerine yalnızca o tekil parça basılabilir.^[2] Hatta bunu insanların kendi evlerinde yapmaları da mümkündür. 3 boyutlu baskı teknolojisinin bu kabiliyeti, kuşkusuz çokça faydaya kapı aralar.

Malzeme

3 boyutlu baskı teknolojisi, bir "çıkarma" değil "ekleme" yöntemi kullanır; CNC makineleri gibi var olan malzemeyi kesip istenilen şekli çıkarmaz, malzemeyle istenilen şekli kendisi inşa eder.^[1] Bu sayede de artık olarak malzeme kalmaz.

Bunu heykel yapmaya benzetebiliriz: Eğer heykel kayanın oyulması ile yapılırsa büyük miktarlarda artık malzeme kalır; ancak heykel kil ile yapılırsa malzeme sonuna kadar değerlendirilebilir ve artık oluşmaz. 3 boyutlu yazıcılar bu benzetmedeki kil yöntemini kullandıklarından, "destek" yapısı kullanılmadığı sürece, artık malzeme neredeyse hiç kalmaz.^[3]

Ancak şu da eklenmelidir ki CNC gibi talaşlı imalat makineleri ile karşılaştırıldığına 3 boyutlu yazıcıların malzeme artığı çok düşük olsa da daha yaygın olan kalıp enjeksiyonu ile karşılaştırıldığında bu fark azalır, hatta tersine dönebilir.^[2]

Fakat destekler, yanlış baskılar, prototipler vs. birikerek uzun dönemde belli bir miktar atığa sebep olabilir. 3 boyutlu baskı yaparken en sık kullanılan materyal polilaktik asit yani PLA'dır. Bu materyal, 3 boyutlu baskı camiasında özellikle biyolojik olarak çözünebilir olma ününe sahiptir. Bunun sebebi, ana maddesinin petrol değil, mısır nişastasından elde edilen L-laktik asit olmasıdır.^[4] Evet, PLA gerçekten de biyolojik olarak çözünebilir, ancak bunun için çok özel şartlara ihtiyacı vardır.^[5] Bu yüzden PLA üretimi yeşil olsa da çöpe atıldıktan sonra beraberinde sorunlar getirebilir.

Umweltbundesamt

Bütün bunların yanı sıra 3 boyutlu baskı esnasında yüksek sıcaklık ile bazı gazlar ve nano parçacıklar salınmaktadır. Malzemeden malzemeye değişmekle (örneğin akrilonitril bütadien stiren ya da ABS, polilaktik asit ya da PLA'dan yaklaşık 5 kat fazla salınım yapar) birlikte teneffüs edilirse zararlı etkilere sebep olabilir.^{[3], [6]} Bu gaz ve nano parçacıkların yalnızca baskı esnasında değil, malzemenin (filamentin) kendisini üretilirken de yayıldıkları bulunmuştur.^[6]

Tabii bu parçacıklar ve gazlar çok endişelenmesi gereken şeyler olmayadabilirler çünkü yemek pişirirken yayılanlarla aynı değerdedirler.^[7] Yine de kullanılan malzemelerin zararları olabilir, çünkü 3 boyutlu baskıda kullanılan bazı maddelerin, insana benzerlikleri ile deneylerde sık sık yararlanılan zebra balıklarına ölümcül etkisi olduğu da rapor edilmiştir.^[8] Bu yüzden özellikle bazı maddelerin denizlere ulaşmaması önemlidir.

Her şeye rağmen neyse ki 3 boyutlu baskı teknolojisi, geri dönüştürülmüş malzeme kullanımı gibi daha çevre dostu yöntemlere açık bir teknolojidir ve de birçok girişim vardır.^[1] Örneğin yukarıdaki videoda karton kabı kullanarak 3 boyutlu baskı almayı sağlayan bir projeden bahsedilmektedir.^[9] Benzer şekilde, plastik bardakları birkaç metrekarelik alanda minimum enerji harcayarak 3 boyutlu baskı kullanıp yeniden değerlendiren bir proje de vardır.^[10]

Atıkların çeşitli konumlardan gelip tek merkezde geri dönüştürülmesi değil de direkt üretildikleri bölgelerde geri dönüştürülmeleriyle o atıkları geri dönüşüme taşımak için gerekli enerjinin %80'i kurtarılabilir.^[3] Benzer bir yöntem kullanarak, çevredeki plastik atıkları toplayanlara, topladıkları plastikle tabak, kase, kova gibi ürünler yapan bir kurum bile bulunmaktadır.^[9] Bu sayede, deyimin tam anlamıyla "birinin çöpü, diğerinin malzemesi" olabilir.^[11]

Ek olarak, 3 boyutlu yazıcıların aşırı karmaşık objeleri basma kolaylığından faydalanarak kompleks ama malzeme tasarruflu ürün tasarımları da kullanılmaya başlanabilir.^[2] 3 boyutlu baskının küçük üretimlerde avantajlı olmasından faydalanılarak da enerji ve maliyetin yanı sıra malzemeden de tasarruf edilebilir.^[2] Tek makineyle birçok farklı malzeme kullanılabilmesi, dolayısıyla farklı ürünlerin üretimleri için farklı parçalar üretmenin gerekmeyecek olması da çevresel yararlar arasındadır.^[2]

Hafiflik

Kalıp enjeksiyonun aksine 3 boyutlu baskı esnasında ürünün içi sadece seçilen oranda doldurulabilir. Bu sayede gereksiz ağırlıktan kurtulunur ve kaynak kullanımı çok daha verimli bir hal alır, daha yeşil bir ekonomi yaratılır.^[3]

Bir çalışma, hava araçları bu tip yöntemlerle üretilirse yakıt üretiminin azalacağını ve dolayısıyla geleneksel üretime nazaran sera gazı salınımının senede 92-215 milyon metre ton miktarında azalacağını hesaplamıştır.^[3] Bir diğeri de %15 seviyelerinde yakıt tasarrufu sağlanabileceğini rapor etmiştir.^[2] Ek olarak, kullanılan alüminyum, titanyum ve nikel gibi zararlı olabilecek madde miktarları da azaltılabilir. Malzeme tüketimini %75 ve CO₂ salınımını %40 azaltabilen metal 3 boyutlu baskı yöntemleri de geliştirilmiştir.^[12]

Benzer oranlar, bu teknolojinin kullanıldığı uzay endüstrisinde de geçerlidir. Böylece 3 boyutlu baskı teknolojisi atıkları azaltmak amacıyla kullanılabilir, hatta kullanılmaktadır. Tek bir baskıda farklı malzemelerin kullanılmasına izin veren 3 boyutlu yazıcılar kullanarak hafiflik daha da yüksek verimle azaltılabilir.^[13] Bu sayede gereksiz malzemeden ürüne zarar olmadan kurtulunur.

The 3D Bros

Hafiflik yalnızca malzemede kalmaz: 3 boyutlu baskı ile ürün taşımak tamamen yeniden şekillenebilir. 3 boyutlu yazıcıların yaygınlaşması ile ürünlerin kendilerini göndermek yerine yalnızca ürünlerin 3 boyutlu model dosyalarını göndermek daha kullanışlı hale geliyor.^[1] Bu sayede kargo uçakları, gemileri, kamyonları büyük oranda ortadan kalkma şansına sahip. Dünyadaki geniş ve karmaşık nakliye ağını bu sayede hafifletebilmesi, 3 boyutlu baskının çevre dostluğunu artıran en güçlü yanlarından biridir.

JSTOR

Sonuç

Bu yazımızda 3 boyutlu baskının (özellikle FDM tipi) yalnızca çevreye etkilerine odaklandık ama ne tür gelecekler vadettiğini ve zihindeki fikirleri somut cisimler haline getirmenin elimizdeki en iyi ve en hızlı yollarından biri olduğunu da unutmamalıyız – ki 3B baskının çevreye etkileri hakkındaki makaleler, çevreye zararları yüzünden bu teknolojinin potansiyelinin görmezden gelinmemesi gerektiğini de eklerler.^[3] Örneğin otomobil markası olan Ford, 3B baskı teknolojisini kullanarak prototip üretimin 3-4 aydan 1 haftaya kadar indirdi!^[8]

Fiyatların giderek düşmesi ve hobi kullanımının hızla yaygınlaşmasıyla da ileride herkesin kendi yenilikçi fikirlerini test edebilecek olması ya da birer "üreten tüketici" ("prosumer") olması da çok farklı geleceklere kapı aralıyor.^[7] Tasarımın, bir ürünün uzun dönemde sürdürülebilirliği için en önemli etken olduğu göz önünde bulundurulduğunda sonsuz çeşitlikte ürün tasarımına izin verdiği için 3B baskının teknolojik kapasitesi çevre sağlığı lehine de kullanılabilir.^[13]

Agora Bilim Pazarı

Mistik Yerler ve Çözülmemiş Gizemler

Atlantis neredeydi?
Kutsal Kâse’yi kimler aldı?
51’inci Bölge’de ne tür karanlık işler dönüyor?
Eğer siz de diğer milyonlarca insan gibi bu soruların
yanıtlarını merak ediyorsanız ya da dünyanın en gizemli
yerlerinden birine seyahat etmeyi planlıyorsanız,
Mistik Yerler ve Çözülmemiş Gizemler tam size göre!

İyi yolculuklar!

Devamını Göster

₺230.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

Şu anki çevresel konumuna bakılarak "3 boyutlu baskı çevreye zararlıdır/yararlıdır/etkisizdir." denemez, çünkü yukarıda sayılan durumların bir kombinasyonu söz konusudur ve bahsettiğimiz üzere kullanılan alana göre yarar/zarar hali değişebilir.^[2]

Ayrıca çevreci politikanın 3 boyutlu baskı teknolojisinin çevreye yalnızca zararlarına odaklanması değil, bu teknolojiyi kullanarak çevresel harekete katkı sağlayacak inovasyonlara da (örneğin, çevresel açıdan çok değerli sonuçlanabileceği için ulaşım araçlarının ağırlıklarını azaltarak yakıt ihtiyacını düşürmeye veya ürünlerin kendileri yerine dijital dosyaların gönderilmesine) destek olması önerilmektedir.^[3]

Bu alanda ilerlemelerin sürmesi ile yukarıda sayılan çevreye zararların bir bir elendiklerini izleyebiliriz. O noktadan sonrasını ise hayal etmek bile güç...