3D Baskı Çevre Dostu mu? Sürdürülebilirlik Analizi

3D baskı, genellikle "yeşil" ve "sürdürülebilir" bir teknoloji olarak pazarlanır. Malzeme israfı yok, sadece gerektiği kadar üretim yapılıyor, yerel üretim destekleniyor. Ama gerçek bu kadar basit mi? Bir PLA filament rulosu mı daha çevreci, yoksa geleneksel enjeksiyon kalıp mı?

Bu sorulara net cevaplar vermek için, 3D baskının çevresel etkisini derinlemesine incelememiz gerekiyor. Karbon ayak izi, enerji tüketimi, geri dönüşüm, malzeme israfı... Tüm faktörleri ele alalım ve şaşırtıcı gerçekleri keşfedelim.

Karbon Ayak İzi: Sayılarla Gerçekler

Malzeme Üretimi: En Büyük Etki

Şaşırtıcı Gerçek: 3D baskının karbon ayak izinin %60-80'i, malzeme üretiminden kaynaklanır, baskı sürecinin kendisinden değil.

Malzeme Karşılaştırması (1 kg başına CO₂ emisyonu):

• PLA: 2-4 kg CO₂
• ABS: 3-6 kg CO₂
• PETG: 3-5 kg CO₂
• Nylon: 7-10 kg CO₂
• Metal tozları (Titanyum): 15-25 kg CO₂

Karşılaştırma - Geleneksel Plastikler:

• Virgin PET: 3-4 kg CO₂
• Virgin PP: 2-3 kg CO₂
• Recycled PET: 1-2 kg CO₂

Yorum: PLA, petrol bazlı plastiklerle rekabetçi. Ama geri dönüştürülmüş plastikler daha çevreci.

Baskı Süreci: Enerji Tüketimi

FDM Yazıcı Enerji Tüketimi:

• Isıtma: 50-100 Watt (nozül + yatak)
• Motorlar: 20-50 Watt
• Elektronik: 10-20 Watt
• Toplam: 80-170 Watt (ortalama)

Örnek Hesaplama:

• 10 saatlik baskı
• 120 Watt ortalama
• Tüketim: 1.2 kWh
• Karbon ayak izi (Türkiye elektrik grid - 0.45 kg CO₂/kWh): 0.54 kg CO₂

Reçine Yazıcı:

• UV LED: 30-50 Watt
• Motorlar: 10-20 Watt
• Toplam: 40-70 Watt
• Daha düşük enerji tüketimi

Metal 3D Baskı (SLM):

• Lazer: 200-1000 Watt
• Argon gazı jeneratörü: 100+ Watt
• Isıtma sistemi: 500+ Watt
• Çok yüksek enerji tüketimi

Nakliye ve Tedarik Zinciri

Geleneksel İmalat:

1. Ham madde → Fabrika (Çin) → Gemi ile nakliye → Distribütör → Mağaza → Müşteri
2. Binlerce km nakliye
3. Konteyner gemisi: 10-40 ton CO₂/konteyner

3D Baskı (Yerel):

1. Filament → Yerel yazıcı → Müşteri
2. Nakliye minimal
3. İsteğe bağlı üretim (overstock yok)

Avantaj: Tedarik zinciri kısa = daha az emisyon

Malzeme İsrafı: İki Yönlü Gerçek

Geleneksel İmalat - Subtractive Manufacturing

CNC İşleme:

• Başlangıç: 1 kg alüminyum blok
• İşleme: Gereksiz kısımlar kesilir
• Final parça: 0.3 kg
• İsraf: %70

Enjeksiyon Kalıp:

• Sprue, runner (malzeme akış kanalları) atılır
• İsraf: %10-20
• Ama büyük hacimlerde pay edilir

3D Baskı - Additive Manufacturing

İdeal Senaryo:

• Sadece gerekli malzeme kullanılır
• İsraf: %5-10 (başarısız baskılar, temizlik)

Gerçek Senaryo:

• Destek yapıları: Parçanın %20-40'ı destek olabilir → atılır
• Başarısız baskılar: Deneme yanılma, hata → %10-30 israf
• Filament son kısımlar: Makara bitiminde kullanılamayan kısım

Gerçek İsraf Oranı: %15-50 (kullanıcı deneyimine bağlı)

Sonuç: Karmaşık

3D Baskı Avantajlı:

• Tek parça, karmaşık geometri
• Düşük hacim üretim

Geleneksel Avantajlı:

• Yüksek hacim (1000+ adet)
• Basit geometri

Geri Dönüşüm: Döngüsel Ekonomi

PLA: Biyobozunur mı?

Pazarlama İddiası: PLA, mısır nişastasından yapılır, biyobozunur, çevre dostu.

Gerçekler:

• Endüstriyel kompost: 60°C, yüksek nem, özel mikroplar → 6-12 ay içinde bozunur
• Ev kompostu: Yetersiz sıcaklık → yıllar sürer veya hiç bozunmaz
• Çöplük: Oksijensiz ortam → bozunmaz (normal plastik gibi)
• Deniz: Bozunmaz, mikroplastik oluşturur

Sonuç: PLA, endüstriyel kompost olmadan normal plastik gibi davranır.

Mekanik Geri Dönüşüm: Filament Üretimi

Süreç:

1. Başarısız baskılar topla
2. Parçala (shredder)
3. Ekstrude et (filament maker)
4. Yeni filament elde et

Cihazlar:

• Filabot, Felfil, Recyclebot: Ev tipi ekstruderler ($500-$2000)
• 3devo: Profesyonel ($5000+)

Zorluklar:

• Renk karışımı (kahverengi karışım)
• Kalite düşüşü (her döngüde zayıflar)
• Çap toleransı (±0.05 mm gerekli, zor)
• Nem emme (PLA nemli olursa kırılgan)

Gerçekçi Sonuç: Hobiciler için zor, ticari geri dönüşüm mümkün ama sınırlı.

Kimyasal Geri Dönüşüm: Depolymerizasyon

PLA İçin:

• PLA → Laktik asit → Yeni PLA
• Loop Industries, Carbios gibi şirketler çalışıyor
• Henüz ticari ölçekte değil (2025-2030 bekleniyor)

Potansiyel: Sonsuz döngü, virgin kalitesinde malzeme

PETG Geri Dönüşümü

Avantaj: PETG, PET ile aynı kimyasal yapı

• Mevcut PET geri dönüşüm altyapısı kullanılabilir
• Daha kolay

Dezavantaj: Renk ve katkı maddeleri sorun yaratabilir

Enerji Tüketimi: Detaylı Analiz

Karşılaştırma: 3D Baskı vs Enjeksiyon Kalıp

Senaryo: 100 adet plastik telefon kılıfı

Enjeksiyon Kalıp:

• Kalıp yapımı: 100 kWh (bir kerelik)
• 100 parça üretimi: 5 kWh
• Toplam: 105 kWh (kalıp pay edilir)
• Parça başına: 1.05 kWh

3D Baskı (FDM):

• Her parça: 0.5 kWh (4 saat baskı)
• 100 parça: 50 kWh
• Parça başına: 0.5 kWh

3D Baskı kazanır! (Düşük hacimde)

Senaryo 2: 10,000 adet

Enjeksiyon:

• Kalıp: 100 kWh (sabit)
• 10,000 parça: 500 kWh
• Toplam: 600 kWh
• Parça başına: 0.06 kWh

3D Baskı:

• 10,000 parça: 5,000 kWh
• Parça başına: 0.5 kWh

Enjeksiyon kazanır! (8x daha verimli)

Sonuç: Hacim arttıkça, geleneksel imalat daha enerji verimli.

Sürdürülebilir Alternatifler

1. Biyobazlı ve Biyobozunur Filamentler

PLA (Polylactic Acid):

• Kaynak: Mısır, şeker kamışı
• Biyobozunur: Endüstriyel kompost şartlarında
• Karbon ayak izi: Orta

PHA (Polyhydroxyalkanoates):

• Kaynak: Bakteri fermentasyonu
• Gerçek biyobozunur (ev kompostu, deniz)
• Pahalı, nadir

Ahşap Dolgulu PLA:

• PLA + %20-40 ahşap tozu
• Daha az plastik, daha doğal
• Biyobozunurluk: PLA ile aynı

2. Geri Dönüştürülmüş Filamentler

rPET, rPETG:

• Geri dönüştürülmüş su şişelerinden
• Virgin'den %50-70 daha az emisyon
• Kalite: Biraz düşük ama fonksiyonel

Markalar:

• Refil (Hollanda): %100 geri dönüştürülmüş PETG
• Reflow (ABD): PET şişe atıklarından

Fiyat: Virgin ile rekabetçi

3. Yerel ve İsteğe Bağlı Üretim

Konsept: Overproduction yok, sadece sipariş olunca üretim

Avantajlar:

• Stok yok = atık yok
• Nakliye minimal
• Esneklik (her sipariş farklı olabilir)

Örnek: Nike ile Adidas:

• Mağazada ayak taraması
• Özel ayakkabı tabanı, o anda basılır
• 24 saat içinde teslimat

4. Modular ve Tamir Edilebilir Tasarım

Problem: Tek kullanımlık kültür - bir parça bozulunca, tüm ürün atılır.

Çözüm: Modular Tasarım

• Ürün, parçalara bölünür
• Bozulan parça, 3D baskı ile yenilenir
• Ürün ömrü uzar

Örnek: Fairphone

• Modüler telefon, her parça değiştirilebilir
• 3D baskılı yedek kılıf, tutucu

Türkiye'de Durum: Farkındalık ve Altyapı

Mevcut Durum

Geri Dönüşüm Altyapısı:

• PLA/ABS için özel geri dönüşüm yok
• Genel plastik atık toplama var, ama karışık
• Endüstriyel kompost tesisi: Çok sınırlı

Farkındalık:

• Hobiciler: Orta (bazıları başarısız baskıları topluyor, ama ne yapacağını bilmiyor)
• Şirketler: Başlangıç (birkaç şirket, geri dönüştürülmüş filament deniyor)

Öneriler

1. Toplama Noktaları: 3D baskı mağazaları, başarısız baskı ve filament atıklarını toplayabilir.

2. Yerel Geri Dönüşüm Girişimleri: Maker space'ler, shredder + ekstruder ile topluluk geri dönüşümü yapabilir.

3. Farkındalık Kampanyaları: "Başarısız baskını at değil, geri dönüştür" mesajı.

Sonuç: Çevre Dostu mu? "Duruma Bağlı"

3D baskı, otomatik olarak çevre dostu değil. Ama doğru kullanıldığında, geleneksel imalattan daha sürdürülebilir olabilir.

3D Baskı Çevreci Olduğunda:

• Düşük hacim üretim (1-100 adet)
• Yerel üretim (nakliye az)
• Karmaşık geometri (malzeme verimliliği)
• Yedek parça (ürün ömrü uzatma)
• Geri dönüştürülmüş veya biyobazlı malzeme kullanımı

3D Baskı Çevreci Olmadığında:

• Yüksek hacim (1000+ adet) - enjeksiyon daha verimli
• Gereksiz baskılar (hobi için sürekli deneme)
• Virgin plastik, tek kullanımlık objeler
• Metal baskı (yüksek enerji)

Tavsiye:

• Bilinçli kullanın: Ne zaman gerekli?
• Geri dönüştürülmüş malzeme tercih edin
• Başarısız baskıları toplayın, geri dönüştürün
• Modüler ve uzun ömürlü tasarım yapın

Bir sonraki yazımızda, geri dönüştürülmüş filamentler ve biyoplastikler konusunu derinleşeceğiz.