Czy druk 3D szkodzi środowisku? Na to pytanie nie da się odpowiedzieć jednoznacznie. Ale dziś chciałbym podzielić się kilkoma przemyśleniami, które – moim zdaniem – mogą świadczyć o tym, że druk 3D jest bardziej ekologiczny, jak by się mogło wydawać na pierwszy rzut oka.
Zobacz film na YouTube:
Nie zamierzam tu niczego przesądzać – wręcz przeciwnie. Zależy mi na tym, żeby ten materiał był punktem wyjścia do szerszej rozmowy, bo temat jest złożony i nie ma prostych odpowiedzi. W trakcie moich własnych rozważań wyodrębniłem cztery główne aspekty, które – moim zdaniem – warto przeanalizować, gdy rozmawiamy o druku 3D w kontekście ekologii.
Zapraszam Was do wspólnego przyjrzenia się temu tematowi – i oczywiście do dzielenia się swoimi doświadczeniami i opiniami w komentarzach.
„Drukarka 3D to generator niepotrzebnych gadżetów” – niejednokrotnie słyszałem stwierdzenie, że druk 3D generuje tony śmieci – bo wiele osób drukuje niepotrzebne gadżety. I rzeczywiście – w dobie łatwej dostępności drukarek 3D, może się wydawać, że niektóre projekty są delikatnie mówiąc zbędne. Ale tu warto się zatrzymać i zadać sobie pytanie:
Gdyby ktoś nie wydrukował takiej zabawki, to czy i tak nie pojawiłaby się ona w domu tylko że wyprodukowana masowo i sprowadzona z drugiego końca świata? Nie znam na to pytanie jednoznacznej odpowiedzi – i szczerze mówiąc, nie czuję się specjalistą od zachowań konsumenckich. Wiem natomiast, że to wątek, który warto mieć z tyłu głowy – bo może mieć realny wpływ na ocenę ekologiczności druku 3D. Ale żeby nie błądzić zbyt długo w domysłach, wróćmy do konkretów – czyli do danych, przykładów i ogólnej analizy środowiskowej tej technologii.
Aspekt 1 – Druk plastikiem
W dyskusji na temat wpływu technologii druku 3D na środowisko często pojawia się argument, że jest ona nieekologiczna ze względu na wykorzystanie tworzyw sztucznych. Rzeczywiście, popularne filamenty, takie jak ABS czy PETG, to trwałe polimery, które trudno się rozkładają i mogą być toksyczne podczas ich spalania. Ich obecność w środowisku stanowi wyzwanie, podobnie jak w przypadku wielu innych powszechnie stosowanych materiałów plastikowych.
Alternatywą, często uznawaną za bardziej przyjazną środowisku, jest PLA – tworzywo na bazie odnawialnych surowców, takich jak skrobia kukurydziana. W przeciwieństwie do tworzyw ropopochodnych, PLA nie emituje toksycznych oparów podczas druku. Jednak mimo pochodzenia biologicznego, PLA nie ulega biodegradacji w warunkach domowych lub naturalnych. Pełny rozkład wymaga przemysłowych kompostowni – odpowiedniej temperatury (około 60°C), wilgotności oraz kontrolowanego dostępu tlenu. W praktyce oznacza to, że PLA zachowuje się podobnie do innych plastików, jeśli trafi na wysypisko lub do środowiska naturalnego.
Według mojej wiedzy na dziś, aktualnie istnieje tylko 1 filament który może rozkładać się w domowych kompostownikach.. To PHA, jest jednak dużo droższy od innych filamentów, trudniej dostępny, a przede wszystkim znacznie mniej stabilny mechanicznie.
Ile plastiku rzeczywiście zużywa przeciętny użytkownik?
Zastanawiałem się czy osoby korzystające z drukarek 3D rzeczywiście zużywają tyle materiału, by istotnie wpływać na środowisko? W przeprowadzonej ankiecie większość użytkowników zadeklarowała zużycie poniżej 1 kilograma filamentu miesięcznie. Choć jest to ograniczona próba, daje pewne wyobrażenie o skali zużycia wśród użytkowników drukarek 3D.
Aby lepiej zobrazować tę ilość, warto porównać 1 kg filamentu do przykładowych plastikowych odpadów konsumenckich podczas niewielkich zakupów spożywczych:
Razem daje to około 1 kg plastiku – ilość porównywalna do tej zużywanej przez przeciętnego użytkownika drukarki 3D w ciągu miesiąca.
Z drugiej strony warto dodać, że w druku 3D materiał nie zużywa się wyłącznie na gotowe wydruki. Należy uwzględnić również:
- podpory,
- nieudane wydruki,
- wieże przy wydrukach kilkumateriałowych
- odpady przy zmianie materiału w systemach zmiany filamentu np. AMS
Mimo to skala tych odpadów jest nadal relatywnie niewielka w porównaniu z jednorazowymi opakowaniami żywnościowymi. Dokopałem się do informacji, że Średnie miesięczne zużycie plastiku przez mieszkańca UE to około 20–30 kg plastiku, z czego większość to właśnie opakowania jednorazowe.
Czy 1 kg plastiku to dużo? wiem, że to retoryczne pytanie bo przecież to zależy. Jeśli to 1 kg wydrukowanych gadżetów bez celu – to oczywiście zmarnowany zasób. Jeśli to funkcjonalne, trwałe i potrzebne przedmioty – to spokojnie można nazwać jakimś rodzajem inwestycji. Bo nie zliczę ile sam naprawiłem rzeczy dzięki elementom wydrukowanym na drukarce 3D, a bez tego musiałyby wylądować w koszu. Mam też wielu znajomych, którzy naprawili sporo rzeczy właśnie dlatego, że potrafili projektować i posiadali drukarkę 3D, ale nie trzeba też potrafić projektować, jest wiele dostępnych projektów, które pomogą nam nadać drugie życie zepsutemu już przedmiotowi.
Aspekt 2 – Recykling
W dobie rosnącej popularności druku 3D warto przyjrzeć się kwestiom środowiskowym związanym z tą technologią. Oprócz gotowych wydruków, należy również wziąć pod uwagę odpady takie jak supporty, resztki filamentów, nieudane elementy, czy skrawki z automatycznych systemów podmiany materiału. To wszystko stanowi odpad z tworzyw sztucznych – ale co dokładnie mówi prawo na temat ich utylizacji? Gdzie zgodnie z przepisami powinny one trafić? I czy możliwy jest ich ponowny recykling?
Gdzie wyrzucać resztki filamentów i wydruków 3D?
Według serwisu gdzie-wyrzucac.pl oraz zgodnie z aktualnymi wytycznymi Ministerstwa Klimatu i Środowiska:
- wydruki 3D, supporty i resztki filamentów należy wyrzucać do odpadów zmieszanych.
- Alternatywnie można je przekazać do PSZOK-u (Punkt Selektywnej Zbiórki Odpadów Komunalnych) jako odpad tworzywa sztuczne inne niż opakowaniowe.
- Możliwa jest również współpraca z firmami zajmującymi się recyklingiem przemysłowym, które przyjmują tego typu materiały, choć zazwyczaj wymaga to kontaktu indywidualnego i większej ilości odpadu.
Dlaczego nie do żółtego pojemnika?
Pomimo że filamenty (PLA, PETG, ABS) to tworzywa sztuczne, nie można wrzucać ich do żółtego pojemnika przeznaczonego na plastik. Wynika to z faktu, że system segregacji w Polsce dotyczy wyłącznie opakowań plastikowych.
Jak czytamy na gov.pl, w pojemnikach żółtych mogą znajdować się tylko m.in. : puste butelki PET, opakowania po produktach spożywczych, torby, foliówki, opakowania po chemii gospodarczej.
Filamenty i ich odpady, mimo że są plastikowe, nie spełniają kryteriów opakowań, dlatego traktowane są jako odpad zmieszany.
Czy recykling wydruków 3D jest możliwy?
Technicznie – tak. Istnieją już inicjatywy oraz technologie umożliwiające ponowne przetworzenie odpadów z druku 3D na filament. W wielu przypadkach są to lokalne lub edukacyjne projekty, mające na celu ograniczenie odpadów i promowanie gospodarki o obiegu zamkniętym.
Jednak warto zauważyć, że materiały po recyklingu tracą znacząco swoje właściwości mechaniczne. Druk z przetworzonych filamentów może skutkować mniejszą wytrzymałością, większą kruchością czy trudnością w dokładnym odwzorowaniu detali. Ogranicza to zastosowanie takich filamentów głównie do prototypowania, dekoracji i ozdób. Ale dla osób gdzie wytrzymałość nie jest priorytetem to istnieją filamenty pochodzące 100% z recyklingu, w większości sklepach ta seria jest oznaczana literą “R”.
Aspekt 3 – Produkcja addytywna vs produkcja subtraktywna
W tym punkcie przyjrzymy się jednemu z najważniejszych aspektów, który pojawia się w rozmowach o druku 3D – czyli rodzajom produkcji. Czym różni się tradycyjna produkcja od tej, którą oferują drukarki 3D? Co z odpadami, czasem realizacji i kosztami?
Czym jest produkcja subtraktywna?
Jeszcze przed popularyzacją druku 3D dominującym sposobem wytwarzania był tzw. proces subtraktywny. W skrócie polega on na odejmowaniu materiału – najczęściej z jednego większego bloku – aż do uzyskania pożądanego kształtu.
Taki proces może obejmować:
- frezowanie,
- toczenie,
- szlifowanie,
- wiercenie,
- czy cięcie.
Najczęściej wykorzystuje się tu maszyny CNC, czyli obrabiarki sterowane komputerowo. To precyzyjne urządzenia, ale wciąż generujące dużą ilość odpadów – zwłaszcza przy produkcji jednostkowej lub prototypowej. Warto też wspomnieć, że nawet produkcja wtryskowa z tworzyw sztucznych, uznawana za wydajną w produkcji seryjnej, wymaga wykonania matrycy – często właśnie przy pomocy CNC. A to oznacza koszty i czas.
A jak działa produkcja addytywna?
Produkcja addytywna – czyli np. druk 3D – działa odwrotnie. Zamiast odejmować materiał, dodaje go warstwami. Dzięki temu odpadu jest mniej, a cały proces można rozpocząć praktycznie od razu, bez form, matryc czy frezowania.
W zależności od technologii (np. FDM, SLS, SLA), ilość odpadów może się różnić. Przykład:
- W technologii SLS niespieczony proszek można odzyskać i wykorzystać ponownie.
- W technologii FDM występują odpady takie jak:
- podpory (supporty),
- „wieże” do zmiany materiału,
- resztki filamentu,
- nieudane wydruki,
- czy skrawki z automatycznych systemów podmiany materiału.
Ale mimo tego, całkowita ilość odpadu i tak jest znacznie niższa niż w metodach subtraktywnych.
Porównanie na przykładzie
Przyjrzyjmy się teraz konkretnemu przykładowi – chcemy wyprodukować designerski hak na kask rowerowy w ilości 50 sztuk z tworzywa sztucznego. Jak wyglądałaby droga do gotowego produktu w tych 2 typach produkcji. Produkcja subtratywna – wtryskowa, oraz produkcja addytywna. Model załóżmy, że mieściłby się w obszarze 20x20x20 cm i ważyłby 100 g.
Produkcja subtraktywna:
Etap 1 – wytworzenie formy – np. z aluminium lub stali:
Na potrzeby naszej krótkiej serii produkcyjnej weźmy pod uwagę wyłącznie matrycę aluminiową uśredniając powinniśmy zalożyć około kilkadziesiąt tysięcy złotych i czekać na jej wyprodukowanie ok 2 tygodnie. Oprócz tego, próby formy, sama produkcja oraz część logistyczna związana z pakowaniem i wysyłką.
Biorąc pod uwagę własne doświadczenie zawodowe i robiąc research zdobyłem poniższe informacje:
Cena zawierająca: formę, materiał do produkcji, robociznę, logistykę to około 15 tys zł. Przy 50 sztukach koszt jednostkowy to nawet 300 zł, a całość może potrwać 4–5 tygodni, z czego większość to czas potrzebny na wykonanie samej formy.
A teraz przyjrzyjmy sie produkcji addytywnej przy takim samym produkcie.
Produkcja addytywna – druk 3D
Zacznijmy od najbardziej dostępnej opcji, czyli FDM. Tutaj 1 uchwyt ważący 100 gramów będzie się drukował mniej więcej 4 do 6 godzin, w zależności od ustawień. Przy 50 sztukach to daje nam około 200–300 godzin druku. Mając dwie drukarki, całość zamknie się w tygodniu intensywnej pracy. Koszty? Filament to około 400 zł, do tego energia, robocizna i pakowanie – razem wychodzi mniej więcej 900 zł, czyli około 18 zł za sztukę. W dolarach to jakieś 4,5 za jeden uchwyt. Jak na tak małą serię – bardzo rozsądnie.
Ale bądźmy obiektywni. FDM to raczej niski poziom jakości, nieużywany do designerskich wydruków, dlatego weźmy pod lupę SLA – wydruk tą technologią powinien jakością bardziej przypominać produkcję wtryskową.
Żywica jest droższa, post-processing wymaga czasu, a przy dużych elementach zużycie materiału szybko rośnie. Całościowy koszt dla 50 sztuk to około 2 400 zł, czyli 48 zł za sztukę. Czas realizacji? Około dwóch tygodni przy dwóch maszynach. Efekt końcowy? Świetna jakość, ale cena i czas – wyższe niż przy FDM.
Oczywiście ceny i czas są szacunkowe – wszystko zależy od skomplikowania projektu i materiału z jakiego jest wykonany itd. Chciałem jedynie przedstawić ogólny zarys czasu i kosztów realizacji takiego przedsięwzięcia.
Przy produkcji addytywnej można wykonać 1 lub 2 prototypy, nanieść poprawki i wydrukować wersję finalną – bez dużych nakładów i bez zbędnych odpadów.
Podsumowanie i wnioski
Produkcja addytywna to świetne rozwiązanie dla:
- prototypów,
- krótkich serii,
- spersonalizowanych elementów,
oraz projektów wymagających szybkiego wdrożenia.
Z kolei produkcja subtraktywna i formy wtryskowe są niezastąpione tam, gdzie liczy się masowa produkcja, powtarzalność i trwałość.
Warto pamiętać, że druk 3D zazwyczaj nie oferuje takich samych właściwości mechanicznych, jak elementy frezowane czy wtryskiwane. Dlatego wybór metody powinien zależeć od potrzeb projektu. To nie jest kwestia „lepszy” czy „gorszy” – to po prostu różne narzędzia do różnych celów. Także druk 3D może być zdecydowanie bardziej ekologiczny niż dotychczasowa produkcja właśnie przez brak konieczności wykonywania matryc, mniej odpadków w czasie produkcji, a także większe zagęszczenie firm produkujących addytywnie przez co ogranicza się transport. I płynnie przechodzimy do aspektu IV.
Aspekt 4 – Transport
Wszędzie tam, gdzie pojawia się transport, pojawia się również zanieczyszczenie środowiska. Niezależnie od tego, czy mówimy o transporcie lądowym, morskim czy lotniczym – każdy z nich pozostawia po sobie ślad węglowy. Codziennie miliony ludzi zamawiają online najróżniejsze produkty – od drobiazgów po sprzęt domowy. Wiele z tych rzeczy dostarczanych jest bezpośrednio do drzwi. Jeśli produkt nam nie odpowiada, często go po prostu odsyłamy – a to oznacza, że przebywa tę samą trasę ponownie. Czasem tysiące kilometrów.
I właśnie w tym miejscu pojawia się alternatywa, jaką daje druk 3D.
Dysponując drukarkami 3D, możemy wytwarzać wiele rzeczy lokalnie – na własne potrzeby. Mogą to być:
- zabawki dla dzieci,
- uchwyty, wieszaki, organizery,
- akcesoria do domu czy biura,
- a nawet części zamienne
Osobiście drukuję przede wszystkim rzeczy praktyczne – takie, które normalnie musiałbym zamawiać z internetu. Czasami zamiast czekać kilka dni i generować kolejną paczkę, po prostu siadam do portali z modelami do druku, wybieram projekt, ustawiam przydatne dla mnie funkcje w slicerze i drukuję to, czego potrzebuję.
Nie będę udawać, że potrafię policzyć ślad węglowy zakupów online i porównać go 1:1 z energią zużytą podczas druku 3D. Trudno też ująć to w jednej liczbie, bo wszystko zależy od materiału, sprzętu, lokalizacji i wielu innych czynników. Ale mimo to – myślę, że to ważny wątek w tej dyskusji. W końcu, zamiast ściągać produkt z drugiego końca świata – często owinięty w kilka warstw plastiku i kartonu – produkujemy na żądanie — dokładnie w takiej ilości, jaka jest potrzebna, w dokładnym momencie, gdy jest potrzebna i co istotne – lokalnie.
Nie chcę tym filmem stawiać kropki – wręcz przeciwnie. Mam nadzieję, że będzie to początek szerszej, merytorycznej dyskusji o realnym wpływie druku 3D na środowisko. Wierzę, że ta technologia ma potencjał, by być bardziej zrównoważoną alternatywą wobec klasycznych metod produkcji – zwłaszcza w przypadku prototypowania, personalizacji i niskonakładowych lokalnych serii.
Ale – jak w każdej technologii – diabeł tkwi w szczegółach. Ostateczny wpływ na środowisko zależy od wielu czynników:
- rodzaju zastosowanego materiału,
- technologii druku,
- źródła energii,
- sposobu utylizacji lub recyklingu odpadów.
Dlatego uważam, że to nie jest tylko temat dla użytkowników – ale również dla producentów filamentów i sprzętu. Jeśli chcemy mówić o ekologii w druku 3D, czas postawić na realne działania: bardziej zrównoważone materiały, przejrzystość w składzie, większe wsparcie dla recyklingu. A jeśli ktoś z producentów to ogląda – ja chętnie przetestuję takie filamenty. Zobaczymy nie tylko, jak się drukują, ale też jaka jest ich realna wytrzymałość i trwałość w codziennym użyciu.
Zachęcam Was do dzielenia się swoimi opiniami w komentarzach – czy macie doświadczenia z bardziej „eko” filamentami? Czy testowaliście druk z recyklingu? A może macie zupełnie inne spojrzenie na ten temat? Cześć.
Linki do źródeł:
https://gdzie-wyrzucic.com.pl/filament-do-drukarek-3d/
https://www.gov.pl/web/klimat/segregacjaodpadow
https://www.europarl.europa.eu/topics/pl/article/20181212STO21610/recykling-odpadow-z-tworzyw-sztucznych-w-ue-fakty-i-liczby
https://www.europarl.europa.eu/topics/pl/article/20231109STO09917/jak-zmniejszyc-ilosc-odpadow-opakowaniowych-w-ue-infografiki