数字制造如何促进循环经济

循环经济是对资源进行提取、使用和及时丢弃的线性经济的替代方案。另一方面，循环经济将经济增长与有限的资源约束和价值创造与消费分离，而是在产品的整个生命周期中寻找价值。

目标是通过货币化来消除浪费。如果制造公司将他们的产品和废物视为有价值的库存，他们将更有效地利用他们的资源，并发现增加价值和满足客户需求的新方法。事实上，麦肯锡的研究表明，到 2030 年，向循环经济的过渡每年可产生近 2 万亿美元的收入。

尽管如此，扭转整个行业对价值和经济的看法并不容易。数字制造是以三种主要方式向循环经济转变所需的核心变革驱动力。

通过敏捷性平衡供需

为了从一开始就减少废物的产生，制造商应努力平衡供需。制造商根据预测来估计客户需求的传统制造模型使这具有挑战性。如果一家公司高估了需求，它最终可能会拥有一个无法回收、未售出的产品仓库，这些产品最终会被填埋。更重要的是，这种方法不够灵活，无法解释按需经济的波动性。

数字制造利用敏捷技术使供需协调一致。数字化制造是指将计算机系统应用于制造商的供应链、产品和流程。从供需角度来看，数字化制造允许制造商使用客户数据来更好地预测需求，并在需要时只生产他们需要的东西。

当制造商可以按需生产产品时，他们可以避免传统生产线的高昂初始成本，并增强他们灵活响应​​需求的能力。当制造商可以在客户附近打印零件时，他们也大大缩短了供应链。由于平均供应链占消费品公司碳排放量的 80% 以上，以及对自然资源影响的 90%，因此更高效的供应链有助于从实质上减轻负面环境影响。

减少经济和环境浪费

回收、再制造和再利用产品以保护和增强资本——自然资本和其他资本——是循环经济背后的主要推动力。从现有库存中获得更多价值可以减少结构性浪费，促进经济增长，并使制造商能够跳出框框思考更大的利益。由增材制造提供支持的数字化制造可帮助工程师和产品设计师通过优化材料使用来充分利用他们产生的废物。

在制造业中使用可再生、可回收、无毒的材料仍在兴起，但增材制造引领潮流。 3D 打印与可生物降解和生物基材料兼容，例如 PLA 生物塑料、在自然环境中分解且仅留下生物质、二氧化碳和水的塑料。利用可安全循环和设计用于循环的材料是促进循环经济和减少对环境影响的简单方法。

即使环保材料不能用于项目所需的制造过程，仅数字制造就可以帮助减少浪费并增加利润。首先，在增材工艺中存在固有的材料节省。不是用一块坚固的材料进行加工，导致大量废料，而是一次构建一个体素的材料。增加的添加剂设计自由度还允许您利用晶格结构和复杂的几何形状来显着轻量化零件。此外，使用 3D 打印机制造聚合物产品可以将能耗降低 41% 到 64%。总体而言，研究表明，到 2025 年，3D 打印可以将制造成本降低多达 5930 亿美元，并大大加快产品上市时间。数字制造通过将更多的可再生资源投入其中并最大化其产出来增强循环经济。

在设计时考虑到可持续性

线性经济也会影响产品设计。例如，机械部件的设计主要考虑可制造性，而不一定是重复使用。这就是为什么一些设计师将零件相互连接而不是使用可拆卸紧固件连接它们的原因。然而，像这样的小设计选择会导致产品从一开始就是一次性的，并极大地限制了产品的生命周期。

为循环经济设计意味着创造耐用、可重复使用且长期盈利的产品——数字制造可以提供帮助。数字化制造优化了设计过程，因此制造商可以通过多种方式实现价值最大化。虚拟建模使产品设计师更容易实时协作，并批判性地思考如何使设计有利于重复使用、维修和回收。任何设计更改都可以在生产开始前廉价而快速地进行，从而降低成本和浪费。

此外，由于按需数字化制造直接符合客户需求，设计师可以从“我怎样才能让这个产品对制造友好？”的思路转变。到，“我如何设计这个产品，使其始终满足最终用户的需求？”以人为本的设计思维本质上是可持续的，因为它导致产品的构建能够产生直观、有意义的体验。为最终用户设计的产品往往会为最终用户带来更大的价值，因此通常享有更长的生命周期——因此，最终可以最大限度地减少材料和能源浪费。

根据麦肯锡的研究，大约 2.6 万亿美元的高周转消费品材料——约占材料价值的 80%——被丢弃并且永远无法回收。如果产品设计师能够创造出经久耐用或至少可回收利用的产品，他们就可以实现闭环并推动循环经济。

用快速半径关闭循环

今天，至少 97% 的固体废物来自制造业；该部门早就应该发生巨变。从线性经济过渡到循环经济似乎令人生畏，但数字制造的颠覆性足以开启一个更可持续的未来。借助按需数字制造和增材技术，产品团队可以平衡供需，减少对环境的影响，并从一开始就创造可持续的产品。

在 Fast Radius，我们热衷于推动制造业向前发展，有时这意味着要绕圈子。我们通过为各种形式和规模的产品团队提供多流程、按需数字化制造服务，尽自己的一份力量来刺激循环经济。通过从概念到交付与我们的客户合作，我们经验丰富的工程师和设计师团队简化了设计和生产的每个阶段。我们有能力使用最好的技术和最新的设计知识大规模制造各种几何复杂性、材料和尺寸的零件。让我们共同努力，创造更好的零件和更美好的世界。今天就联系我们开始吧。

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