1、塑料增材制造与循环经济

塑料增材制造与循环经济

1. 引言

如今，生活方式导致资源消耗增加和废物产生增多。经济系统和消费者行为需不断发展，以推动更循环的经济模式。产品设计应遵循两个原则：一是延长商品使用寿命，二是通过再利用和回收使材料使用形成循环。循环经济旨在提高资源回收率和再利用部件比例，减少生产与使用地点间的距离和物流成本，促进本地生产和就业。

循环经济与制造业密切相关，其中塑料是主要的石油基工业材料，但其生命周期内可能产生较大环境负荷。为减少原生资源使用，需推广废旧产品回收，例如将废旧材料再加工用于打印。塑料增材制造（PAM）提供了一种可持续的生产方式，但它需要在产品设计和供应链方面进行变革，包括回收材料利用、供应链设计、精益制造、按需生产、产品可拆卸性和报废管理等。

2. PAM 的影响

3D 打印机可消除零件或中间产品的运输需求，通过数字传输计算机文件并在本地打印，减少环境负荷和运输成本。在中间产品单重高、运输距离长的情况下，增材制造优势明显。借助 CAD 等数字文件，3D 打印技术可在任何有打印机的地方进行产品制造，为供应链带来诸多好处，如降低运输成本、减少温室气体排放和节省时间。

一些研究表明，增材制造（AM）具有多种优势：
- 减少原材料使用和能源消耗。
- 有助于产品或部件的再制造。
- 在各种测试中促进了回收利用。
- 由于降低了运输需求、提高了价值链的分散化程度和用户关注度，使制造更接近最终消费者，减少了污染。
- 减少库存需求，降低产品损失。

Despeisse 等人认为 3D 打印为实现循环经济的全部潜力制定了议程，包括创业、供应链、信息流、设计、商业模式和教育等方