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循环经济与可持续发展与制造业

文章来源:未知    时间:2020-11-05 20:53

  

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  至少从工业革命以来,我们的生产和消费周期就已经变得非常线性。以矿石,石油和其他原料的形式从地球上提取资源,将其转化为材料,然后将其制成产品,出售给消费者,并有可能在生命周期的尽头将其丢弃。

  在Modern Machine Shop的姊妹刊物《增材制造》中,我们今年将部分报道投向了另一种模式,即循环经济。这个概念封闭了线性经济的循环,规定用过的产品和材料不应丢弃,而应反馈到循环中。

  这样做的目的是什么?为了达到可持续发展的目的,循环可以持续进行。线性经济不是以这种方式可持续的。一旦依赖的原材料消失了,就无法像以前那样继续下去。

  因为圆度取决于产品生命周期结束时发生的情况,所以回收似乎是解决方案,如果存在更多的回收设施,并且消费者对返还用过的产品变得更加勤奋,这将解决问题。但实际上,“减少,重复利用,回收”的格言是一种层次结构:在首先减少材料使用并寻求重复使用选项之后,回收实际上是第三选择。

  考虑到这一点,圆形性实际上在生产过程中要早得多。它从产品的材料和设计开始;如果需要,在这些早期阶段进行仔细的选择可以使产品更易于重用,翻新或回收。

  以带有软垫座椅,扶手,脚轮和高度调节功能的办公椅为例。这样的椅子可能包含数百种由多种不同材料制成的组件和紧固件,包括金属,塑料,泡沫和织物。首先,这把椅子组装起来很费时间,但要分解成各自的零件进行修理或回收也很麻烦。但是,如果制造商使用更少,更多的可再生材料来设计更简单的组件,则椅子可以更容易维护,重复使用或回收,并且一开始就更容易制造。

  家具制造商Steelcase实际上在其流行的Think椅子上进行了这样的重新设计。该公司减少并重新评估了所用的材料,例如将原始的聚酰胺塑料替换为由回收的消费性塑料制成的材料。现在,高达95%的产品本身就是可回收的。组件已合并;重新设计的椅子的整个背面只有三个部分。而且,现在可以使用基本的手动工具在五分钟内拆卸椅子。

  是否可以进一步减少零件和材料的数量?几乎可以肯定,使用增材制造(AM)。实际上,Steelcase已经在其他产品中使用3D打印的组件。它的SILQ椅子具有以前由三个不同部分组装而成的扶手,现在可以3D打印为一体。

  如上面的示例所示,仅通过重新考虑所使用的设计和材料,就可以使用常规制造方法实现圆形性和可持续性。但是,这些原则可以通过增材制造的附加优势而得到进一步改进,这可以允许使用更少的材料,合并的装配体,新的材料选项等的轻量级设计。如果广泛应用于汽车,飞机甚至房屋,其影响可能是天文数字。

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