Iniciativas sustentáveis em relação ao uso da impressão 3D

Abstract

A impressão 3D é uma tecnologia em ascensão, utilizada principalmente para a manufatura de protótipos e modelos de escala reduzida. A facilidade desta tecnologia em relação a outras disponíveis anteriormente vem tornando-a a principal solução para diversas aplicações industriais e domésticas. No entanto, sua popularização também está relacionada a problemas ambientais causados pelo descarte incorreto de plásticos, que acabam em locais impróprios como o oceano. Além disso, a utilização de filamentos poliméricos, independente da escala, contribui para a geração de compostos voláteis e formação de nanoplásticos. Com o objetivo de tornar a manufatura aditiva menos poluente ou mais sustentável, foram encontradas na literatura algumas alternativas e/ou iniciativas consideradas relevantes, como a reciclagem de filamentos, o uso de biocompósitos e programas de conscientização. A reciclagem de polímeros como PLA, ABS e a utilização de fontes como o PEAD de sacolas plásticas mostraram resultados promissores na impressão por Manufatura de Fusão e Deposição, apresentando filamentos ou peças com propriedades similares aquelas do plástico virgem. Após alguns ciclos de extrusão e impressão, propriedades mecânicas como resistência à tração e alongamento permaneceram praticamente inalteradas, diferente da viscosidade, que sofreu redução significativa. Além do crescente uso do PLA, que é um material biodegradável e reciclável, o desenvolvimento de filamentos biocompósitos biodegradáveis vem ganhando importância no mercado. A mistura de biomateriais, além de possibilitar uma melhora das propriedades mecânicas dos filamentos pode ser aliada à questão ambiental; muitos biocompósitos presentes no mercado apresentam fibras naturais provindas de resíduos agrícolas que geralmente são enviados a aterros, compostagem ou destinados para produção de ração animal. Por fim, iniciativas vinculadas a programas de conscientização de crianças e adolescentes sobre o plástico nos oceanos e o uso de extrusoras domésticas se mostraram como ótimas aliadas para o aumento da sustentabilidade da impressão 3D. Até o momento, conclui-se que as iniciativas relacionadas à reciclagem de polímeros e aplicação de biocompósitos é muito benéfica sob a perspectiva ambiental. No entanto, estudos relacionados à análise do ciclo de vida e a avaliação caso a caso das tecnologias de manufatura aditiva precisam ser melhor explorados antes da solidificação destas tecnologias como uma alternativa vantajosa.

3D printing is an up-and-coming technology, used mainly for the manufacture of prototypes and small-scale models. The simplicity of this technology in comparison with the ones formerly available has been turning it into the main solution for several industrial and domestic applications. However, its growing popularity is also linked to environmental issues caused by the incorrect disposal of plastics, which end up in improper places as the ocean. Besides, the use of polymeric filaments, regardless of scale, contributes to the generation of volatile compounds and the formation of nanoplastics. With the goal of turning additive manufacturing less polluting or more sustainable, some alternatives and/or initiatives considered relevant were found in literature, as the recycling of filaments, the use of biocomposites, and awareness programs. The recycling of polymers such as PLA, ABS, and the use of sources like HDPE of plastic bags showed promising results when printing using the fused deposition modeling technology, resulting in filaments or parts with similar properties as those made with virgin plastic. After a few cycles of extrusion and printing, mechanical properties such as tensile strength and stretching remained practically unaltered, unlike the viscosity, which suffered a significant reduction. Aside from the increasing use of PLA, which is a biodegradable and recyclable material, the development of biodegradable biocomposite filaments has been gaining significance in the market. The mix of biomaterials, as well as improving the mechanical properties of the filaments, can be coupled with the environmental cause; several biocomposites present in the market use natural fibers derived from agricultural residues which are usually sent to landfills, composting, or destined to the production of animal feed. Finally, initiatives linked to awareness programs of children and teenagers focusing on plastics in the ocean and the use of domestic extruders have proved to be great allies to the increase in the sustainability of 3D printing. So far, the conclusion is that initiatives related to the recycling of polymers and the application of biocomposites are very beneficial from the environmental perspective. Yet, studies related to the life cycle analysis and the case-by-case evaluation of each of the additive manufacturing technologies need to be better explored before solidifying these technologies as an advantageous alternative.