該技術(shù)被廣泛認(rèn)為是傳統(tǒng)制造業(yè)的可持續(xù)替代品，具有一些關(guān)鍵的環(huán)境缺陷。

　　在過去的十年中，3D打印已經(jīng)吸引了大眾，工程師和環(huán)境夢想家的想象力。它被譽為制造業(yè)的革命和改善環(huán)境的機會。

　　3D打印有兩個關(guān)鍵屬性，引導(dǎo)愛好者稱之為“綠色”技術(shù)。首先，許多3D打印系統(tǒng)產(chǎn)生的浪費非常少，不像傳統(tǒng)的制造技術(shù)，如注塑、鑄造、沖壓和切割。其次，家庭、商店和社區(qū)中心的3D打印機可以使用數(shù)字設(shè)計在現(xiàn)場制作產(chǎn)品，從而減少了向最終用戶傳輸產(chǎn)品的需求。

　　然而，對3D打印的環(huán)境性能的定量分析是有限的。其中大部分僅關(guān)注生產(chǎn)過程中使用的能源，而不是包括原材料生產(chǎn)、使用產(chǎn)品本身或廢物管理的影響。研究發(fā)現(xiàn)，圍繞環(huán)境改善可能性的興奮需要通過對技術(shù)的理解，如何實施以及目前的發(fā)展?fàn)顩r來緩和。

　　大多數(shù)看過3D打印機的消費者都認(rèn)為它們是類似于噴墨打印機的小型四四方方的機器。這些系統(tǒng)可以制造簡單的產(chǎn)品，例如門擋、開瓶器和購物袋把手，通常來自單一材料。

　　實際上，3D打印是一系列主要用于工業(yè)的技術(shù)，稱為增材制造。這些系統(tǒng)通過添加連續(xù)的材料層來生成基于數(shù)字信息的對象。然后將這些物品進(jìn)一步加工并組裝成產(chǎn)品，例如噴氣發(fā)動機部件、助聽器、醫(yī)療植入物以及用于工業(yè)設(shè)備的許多不同類型的復(fù)雜部件。因此，增材制造是對傳統(tǒng)制造工藝的補充，而不是替代它們。

　　幾十年來，工業(yè)一直使用增材制造來創(chuàng)建用于產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)計劃的原型。現(xiàn)在，這些技術(shù)正變得越來越復(fù)雜，并被用于制造最終用途的零件和產(chǎn)品。

　　增材制造對于以比傳統(tǒng)制造更低成本制造定制零件和小批量復(fù)雜物體特別有用，這通常需要耗時且昂貴的生產(chǎn)設(shè)備制備。

　　按需生產(chǎn)垃圾可控？

　　事實上，增材制造不會自動對環(huán)境有益。以這種方式生產(chǎn)的零件通常需要額外的加工以使它們具有正確的尺寸或外觀。這會消耗資源或產(chǎn)生進(jìn)一步的環(huán)境影響。

　　我們審查的大部分研究表明，看似平凡的考慮因素，例如增材制造設(shè)備的配置，操作設(shè)置以及加工細(xì)節(jié)的選擇——例如，添加的層厚度——對整體環(huán)境性能有很大影響?？茖W(xué)家們也開始研究使用增材制造機械時微小塑料顆粒的排放和安全隱患。

　　重要的是，增材制造本身并不是一種無廢棄的過程。例如，一些技術(shù)需要在生產(chǎn)期間使用臨時支撐結(jié)構(gòu)以防止物體在形成時翹曲或坍塌。這些支撐物并非總能重新加工成原料。同樣重要的是要考慮用增材制造的部件中使用的塑料、金屬或混合材料是否可以回收利用？

　　另一個問題是按需生產(chǎn)和無休止的定制可能會導(dǎo)致一次性消費產(chǎn)品或“產(chǎn)品”的急劇增加。根據(jù)需要生產(chǎn)各種顏色或設(shè)計的鞋子、服裝飾品或家居用品，可以將“快時尚”提升到一個全新的水平。

　　與此同時，分散式定制生產(chǎn)是一個有趣的環(huán)境機會。它源于在當(dāng)?shù)毓S甚至在家中生產(chǎn)物品的愿景，并且只生產(chǎn)所需的特定產(chǎn)品，而不是在遠(yuǎn)處制造整批產(chǎn)品，然后大量運輸和倉儲物品。

　　然而，目前大多數(shù)可以這種方式制造的產(chǎn)品必須足夠簡單，以便在入門級3D打印機上生產(chǎn)，通常來自單一材料。更重要的是，加工制造的原材料加工比傳統(tǒng)制造技術(shù)的制造消耗更多能量，才能將最終產(chǎn)品運送給最終用戶。

　　通過增材制造制造備件具有延長產(chǎn)品壽命的實際潛力，盡管它也可以使舊的、低能效設(shè)備的使用時間更長。為了使其成為一種常見選擇，某些部件需要專門設(shè)計，以通過增材制造生產(chǎn)。

　　但是，在這方面，知識產(chǎn)權(quán)問題可能會帶來重大挑戰(zhàn)。3D打印機的用戶可能沒有合法權(quán)利從原始生產(chǎn)商創(chuàng)建的設(shè)計中生產(chǎn)零件和產(chǎn)品。那些生產(chǎn)商可能認(rèn)為不允許使用這種設(shè)計符合他們的經(jīng)濟利益。3D打印機的用戶可能想要為舊車制造備件，但汽車制造商可能不想共享這些部件的設(shè)計。

　　增材制造具有強大的能力，可以生產(chǎn)具有非常復(fù)雜形狀和內(nèi)部空間的物體——例如，可以減輕重量的飛機專用部件，從而降低燃料消耗和溫室氣體排放。許多研究人員認(rèn)為制造這種復(fù)雜零件的能力以及由此帶來的能效提高可能會從增材制造中獲得最大的環(huán)境效益。

　　增材制造對于生產(chǎn)少量專用零件或產(chǎn)品非常有效。其潛在的環(huán)境優(yōu)勢目前在于按需制造備件，特別是在制造減少使用期間產(chǎn)品能耗的專用部件方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可能會實現(xiàn)其他收益。

　　盡管對該技術(shù)的環(huán)境效益提出了要求，但重要的是要認(rèn)識到這些系統(tǒng)的設(shè)計并未考慮到環(huán)境效率。雖然一些3D打印應(yīng)用可能不是環(huán)保的，但仍有很多改進(jìn)的機會尚未實現(xiàn)。第一步是更多地研究生產(chǎn)3D打印所用材料的環(huán)境影響，3D打印產(chǎn)品的使用方法以及產(chǎn)生的廢棄物。