Wpływ druku 3D na społeczeństwo.

Druk 3D zmienia świat produkcji. Technologia ta może jednak doprowadzić do znacznie większych zmian w społeczeństwie – zmieniając modele biznesowe, przekształcając środowisko pracy oraz zapewniając wartość dodaną i zrównoważony rozwój.

Systemy do wytwarzania przyrostowego komponentów zarówno z metalu, jak i polimerów, dla których klientami są firmy z branży lotniczej, technologii medycznej i narzędziowej, a także branży motoryzacyjnej

Produkcja przyrostowa to wysoce precyzyjny proces drukowania 3D, umożliwiający wytwarzanie szerokiej gamy produktów i komponentów przemysłowych przy użyciu cyfrowych danych 3D, które są bezpośrednio przesyłane do drukarki.

Tam materiały są topione z niezwykłą dokładnością, tworząc w ten sposób bardzo złożone części warstwa po warstwie. Możliwości geometryczne tej technologii są praktycznie nieograniczone, a co za tym idzie także jej zastosowania przemysłowe.

Konstrukcje nie muszą już ograniczać się do możliwości konwencjonalnych metod produkcji, ale cieszyć się dużą swobodą projektowania. Można z zyskiem produkować nawet pojedyncze części i małe serie. Ta złożona technologia może zasadniczo zmienić przemysłowy łańcuch wartości i wywrzeć ogromny wpływ na przyszłe scenariusze produkcyjne. Swoboda projektowania, personalizacja, zrównoważony rozwój, szybki rozwój produktów i towarzyszące temu korzyści kosztowe generują impulsy dla współczesnych elastycznych procesów produkcyjnych. Adaptacje komponentów można łatwo wdrożyć zarówno cyfrowo, jak i fizycznie, już na etapie opracowywania produktu – po prostu poprzez dostosowanie danych 3D.

Cykle rozwojowe są zatem zredukowane do minimum, a zrównoważone innowacje produktowe można szybko wdrożyć po niższych kosztach. Kompleksowe integracje funkcjonalne, takie jak sprężyny lub przeguby zawiasowe, można bezpośrednio zaprojektować w komponencie. Skomplikowane konstrukcje można tworzyć bez użycia narzędzi, a podzespoły można ograniczyć do minimum. Inną konsekwencją jest to, że „masowa personalizacja” wyniesie nowy poziom. W tym miejscu firmy są w stanie personalizować rzeczy dla ludzi bez ponoszenia ogromnych kosztów interwencji człowieka. Rzeczywiście będzie to prawdopodobnie normą, zamieniając nas wszystkich w kreatywnych ludzi, którzy będą w stanie personalizować biżuterię, zegarki, ubrania, żywność, sztućce itd., zanim dokonamy zakupu. Wyeliminuje to organizacje biznesowe, które nie dostosowują się do świata masowej personalizacji. Wreszcie będzie to miało duży pozytywny wpływ na środowisko. Miejsce produkcji często jest oddzielone od miejsca konsumpcji. Samoloty, statki i ciężarówki przewożą codziennie na całym świecie miliony towarów, co wiąże się z ogromnymi kosztami dla środowiska. Druk 3D na żądanie i na miejscu znacznie zmniejszyłby szkody dla środowiska powodowane przez transport towarów. Druk 3D niesie ze sobą wiele korzyści, ale wiąże się także z pewnymi wyzwaniami.

Pomimo niezliczonych możliwości i zastosowań technologii wytwarzania przyrostowego (AM), wiedza na temat społecznych skutków tej technologii jest bardzo skąpa, a w niektórych obszarach bardzo ograniczona. Wyniki badań potwierdzają, że postrzega się technologię AM głównie jako wywierającą pozytywny wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo (w odniesieniu do zagrożeń fizycznych), oczekiwania na przyszłość, wypoczynek i rekreację, niewielkie zakłócenia w lokalnej gospodarce, dobrobyt gospodarczy i status zawodowy oraz na temat innowacyjnych rodzajów zatrudnienia. Niemniej jednak stwierdzono również negatywny wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo (dotyczący substancji niebezpiecznych).

Wprowadzenie wytwarzania przyrostowego (AM), lepiej znanego jako druk 3D, jawi się jako przełomowa technologia, która wydaje się nieść ze sobą kilka zmian i wpływów na tradycyjny cykl życia produktu, niosąc nowe wyzwania dla modeli biznesowych i społeczeństwa w ogóle. Technologia AM pojawiła się w latach 80. XX wieku. Obecnie technologię tę wykorzystuje się w wielu gałęziach przemysłu do realizacji procesu addytywnego, w którym materiał jest dodawany warstwa po warstwie w celu stworzenia fizycznych prototypów, części produktów lub produktu końcowego bezpośrednio z danych cyfrowych.

Technologia ta kontrastuje z tradycyjnymi metodami produkcyjnymi, które wykorzystują procesy subtraktywne w celu usunięcia materiału z bryły surowca. Wiele procesów wykorzystuje „produkcję warstwową”, a w literaturze określa się tę technologię różnymi nazwami, takimi jak druk 3D, wytwarzanie przyrostowe, produkcja warstwowa, bezpośrednia produkcja cyfrowa i szybkie prototypowanie. AM umożliwia innowacje i tworzenie tanich prototypów i makiet przy skróceniu czasu realizacji. Pozwala na zastosowanie szerokiej gamy różnych materiałów, takich jak między innymi tworzywa sztuczne, żywice, metale. Rosnące wykorzystanie AM w małych i dostosowanych produkcjach, umożliwiające dostosowanie do indywidualnych potrzeb i bardziej konkurencyjne ceny, zmienia modele biznesowe, niosąc ze sobą nieprzewidywalne skutki dla zasad prowadzenia działalności gospodarczej i społeczeństwa, a to rosnące wykorzystanie może mieć potencjał do wzrostu. Wszystkie te czynniki powodują skutki społeczne i zmiany, które są wciąż nieznane.

Najwyraźniej skutki społeczne technologii AM są związane z miejscami pracy, intensywnością pracy, schematami i rodzajami zatrudnienia oraz rozwojem nowych umiejętności. Jako znaczący wpływ społeczny wskazuje się wzrost dobrostanu ludności, związany ze wzrostem średniej długości i jakości życia, wynikający z zastosowań AM w medycynie. Dlatego też, aby przewidzieć przyszłe skutki społeczne, konieczne są badania nad skutkami AM w rzeczywistych sytuacjach.

Powstaje coraz więcej firm i nowych modeli biznesowych opartych na procesach AM, stwarzających ogromne możliwości dla gospodarki i społeczeństwa. Z technologii tej korzystają dwie grupy przedsiębiorstw: te, które wykorzystują tanie technologie z niższej półki, oraz te, które wykorzystują technologie najwyższej klasy w najnowocześniejszych sektorach, takich jak sektor biomedyczny, nanoprodukcja lub biodruk.

Opublikowano znaczną liczbę badań na temat technologii AM, dotyczących druku 3D i zachowań fizycznych i chemicznych materiałow, a także ich wpływu na gospodarkę i środowisko. Badania te potwierdzają kilka zalet związanych z AM, takich jak (a) elastyczność projektowania przy złożonych geometriach, (b) skrócony „czas wprowadzenia produktu na rynek” (c) projektowanie pod kątem dostosowywania, (d) zmniejszony wpływ na środowisko oraz (e) wyższy zysk dzięki indywidualnym rozwiązaniom dla klienta.

Badania te wskazują kilka obszarów skutków społecznych. Wpływ AM na prawa i politykę własności intelektualnej nie jest jasny, ponieważ pojawiają się nowe formy własności kapitału intelektualnego, takie jak licencje Creative Commons, dzielenie się licencjami czy koncepcja open source. Podobnie jak miało to miejsce wcześniej w przypadku filmów, muzyki i książek, tradycyjne formy ochrony (np. patenty na projekty lub prawa autorskie) mogą ulec zmianie. Technologia AM wymaga nowych form ochrony i poszanowania praw.

AM zmienia ustalone modele biznesowe i rynki, mianowicie w zakresie dostosowywania produktów, rekonfiguracji łańcuchów dostaw, wydłużania żywotności produktu, reorganizacja systemów logistycznych (tj. lokalne modele produkcji) oraz potencjał napraw, regeneracji i renowacji. Możliwość tworzenia i współprojektowania przez konsumentów własnych przedmiotów przy użyciu drukarek w domu lub łatwego dostępu do nich może również zmienić zachowania zakupowe, co będzie miało wpływ na społeczeństwo.

Społeczny wpływ AM na edukację zależy od strategii integracji z systemami edukacyjnymi oraz od dojrzałości i luk w tych systemach. Technologia AM niesie ze sobą nowe wyzwania, a jej wpływ na umiejętności i wymagania edukacyjne pozostaje do zbadania. Technologia ta ma duży potencjał, szczególnie w przypadku szkoleń inżynierskich, ponieważ pozwala na wykorzystanie fizycznych prototypów do celów edukacyjnych.

Przewiduje się pozytywne skutki, takie jak przedsiębiorczość cyfrowa, umożliwienie tworzenia rynków niszowych, dostęp dla osób bez wcześniejszej wiedzy o projektowaniu i/lub produkcji do tworzenia różnorodnych rodzajów produktów oraz uniknięcie konieczności pracy w dużych przedsiębiorstwach. Wśród innych innowacji społecznych związanych z łatwością samodzielnego użycia i elastycznością technologii AM. Wspomina się również, że przyjęcie technologii AM ma pozytywny wpływ na starzejące się społeczeństwa, które mogą odnieść korzyść ze zdolności do wytwarzania większej liczby towarów przy pomocy mniejszej liczby ludzi, przy jednoczesnym zmniejszeniu zależności od importu. Zmniejszenie kosztów opieki zdrowotnej dla osób starszych oraz wzrost średniej długości i jakości życia są wymieniane w literaturze jako skutki społeczne AM, głównie ze względu na możliwość dostosowania produktów opieki zdrowotnej (np. implantów chirurgicznych, ortodoncji itp.).