Selvitys 3D-tulosteiden hiilijalanjäljestä
Kolari, Tiia (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052817171
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052817171
Tiivistelmä
Ilmastonmuutoksen hillintä, ilmastotietoisuuden kasvu ja kiristyvät kestävyysraportointivelvoitteet luovat yrityksille tarpeen selvittää ja viestiä toimintansa ympäristövaikutuksista. Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää toimeksiantajayrityksen, 3D Formtechin, valikoivalla lasersintrauksella (SLS) valmistamien PA2200-tulosteiden hiilijalanjälki ja luoda siihen käyttäjäystävällinen Excel-laskentapohja. Sivutavoitteena oli 3D-tulostuksen ja perinteisten valmistusmenetelmien ympäristövaikutusten eroavaisuuksien selvittäminen.
Laskenta suoritettiin Excelillä tuotteen hiilijalanjälkilaskentaa ohjaavan ISO 14067 -standardin mukaisesti kehdosta portille -rajauksella. Ilmoitettuna yksikkönä käytettiin 1 kg valmista tuotetta. Selvitykseen sisällytettiin valmistusprosessien materiaalin-, energian- ja vedenkulutus, pakkausmateriaalit, kuljetukset ja jätteiden käsittely. Valmistusvaiheen aktiivisuustiedot kerättiin mittauksista ja valmiista dokumenteista, ja niistä määritettiin keskiarvoja kuvaamaan tyypillistä tulostetta ja tulostusprosessia. Päästökertoimet kerättiin materiaalitoimittajalta ja ilmaisista verkkolähteistä.
PA2200-tulosteen hiilijalanjäljeksi saatiin 55,2 kg CO2e/kg. Noin 72 % päästöistä aiheutui tulostukseen käytettävän jauheen valmistamisesta. Myös jätteiden käsittely (9,8 %) ja jälkikäsittelyyn käytettävän lasikuulan valmistus (8,2 %) olivat merkittäviä päästölähteitä. Tuotannon energiankulutuksen osuus päästöistä osoittautui hyvin pieneksi (2,8 %) sähkön alhaisen päästökertoimen ansiosta. Saatujen tulosten perusteella tulosteen hiilijalanjälkeä voidaan pienentää tehokkaimmin vaihtamalla jauhe uusiutuvalla energialla valmistettuun vastaavaan jauheeseen sekä selvittämällä jätteeksi päätyvän jauheen kierrätysmahdollisuudet.
3D-tulostuksen ja perinteisten valmistusmenetelmien ympäristövaikutusten todettiin riippuvan hyvin monista tekijöistä liittyen esimerkiksi kappaleen muotoon ja valmistusmääriin. Tulostus arvioitiin monessa tapauksessa ympäristöystävällisemmäksi etenkin koko elinkaaren sisältävissä tarkasteluissa. Vaikutukset ja ympäristöystävällisin valmistusmenetelmä tulisi kuitenkin aina arvioida tapauskohtaisesti.
Laskenta suoritettiin Excelillä tuotteen hiilijalanjälkilaskentaa ohjaavan ISO 14067 -standardin mukaisesti kehdosta portille -rajauksella. Ilmoitettuna yksikkönä käytettiin 1 kg valmista tuotetta. Selvitykseen sisällytettiin valmistusprosessien materiaalin-, energian- ja vedenkulutus, pakkausmateriaalit, kuljetukset ja jätteiden käsittely. Valmistusvaiheen aktiivisuustiedot kerättiin mittauksista ja valmiista dokumenteista, ja niistä määritettiin keskiarvoja kuvaamaan tyypillistä tulostetta ja tulostusprosessia. Päästökertoimet kerättiin materiaalitoimittajalta ja ilmaisista verkkolähteistä.
PA2200-tulosteen hiilijalanjäljeksi saatiin 55,2 kg CO2e/kg. Noin 72 % päästöistä aiheutui tulostukseen käytettävän jauheen valmistamisesta. Myös jätteiden käsittely (9,8 %) ja jälkikäsittelyyn käytettävän lasikuulan valmistus (8,2 %) olivat merkittäviä päästölähteitä. Tuotannon energiankulutuksen osuus päästöistä osoittautui hyvin pieneksi (2,8 %) sähkön alhaisen päästökertoimen ansiosta. Saatujen tulosten perusteella tulosteen hiilijalanjälkeä voidaan pienentää tehokkaimmin vaihtamalla jauhe uusiutuvalla energialla valmistettuun vastaavaan jauheeseen sekä selvittämällä jätteeksi päätyvän jauheen kierrätysmahdollisuudet.
3D-tulostuksen ja perinteisten valmistusmenetelmien ympäristövaikutusten todettiin riippuvan hyvin monista tekijöistä liittyen esimerkiksi kappaleen muotoon ja valmistusmääriin. Tulostus arvioitiin monessa tapauksessa ympäristöystävällisemmäksi etenkin koko elinkaaren sisältävissä tarkasteluissa. Vaikutukset ja ympäristöystävällisin valmistusmenetelmä tulisi kuitenkin aina arvioida tapauskohtaisesti.