デジタル マニュファクチャリングがサーキュラー エコノミーにどのように貢献するか

循環経済は、資源が抽出され、使用され、すぐに廃棄される線形経済に代わるものです。一方、循環型経済は、経済成長を限りある資源の制約から切り離し、価値創造を消費から切り離し、製品の継続的なライフサイクルを通じて価値を見出すものです。

目標は、それを収益化することによってムダをなくすことです。製造会社が製品と廃棄物を貴重な在庫と見なすと、リソースをより効率的に使用し、価値を高めて顧客の需要を満たすための新しい方法を見つけることができます。実際、McKinsey の調査によると、循環型経済への移行は 2030 年までに年間約 2 兆ドルの収益を生み出す可能性があります。

それでも、価値と経済に対する業界全体の見通しを覆すことは容易ではありません。デジタル マニュファクチャリングは、主に 3 つの方法で循環型経済に移行するために必要な中心的な変化の原動力です。

アジリティによる需要と供給のバランス

最初から廃棄物を減らすために、メーカーは需要と供給のバランスをとるよう努めるべきです。メーカーが予測に基づいて顧客の需要を見積もる従来の製造モデルでは、これが困難になります。企業が需要を過大評価すると、最終的に埋め立て地に送られるリサイクル不可能な売れ残りの製品の倉庫になってしまう可能性があります。さらに、この方法は、オンデマンド経済のボラティリティを説明できるほど機敏ではありません。

デジタル マニュファクチャリングでは、アジャイル テクノロジを利用して需要と供給を調和させます。デジタル マニュファクチャリングとは、コンピュータ システムを製造業者のサプライ チェーン、製品、およびプロセスに適用することを指します。需要と供給の観点から見ると、デジタル マニュファクチャリングにより、メーカーは顧客データを使用して需要をより適切に予測し、必要なときに必要なものだけを生産できます。

メーカーがオンデマンドで製品を製造できるようになれば、従来の生産ラインの高い初期コストを回避し、需要に機敏に対応する能力を高めることができます。メーカーが顧客の近くで部品を印刷できるようになれば、サプライ チェーンも劇的に短縮されます。平均的なサプライ チェーンは、消費財企業の二酸化炭素排出量の 80% 以上を占め、天然資源への影響の 90% を占めるため、より効率的なサプライ チェーンは、環境への悪影響を大幅に軽減するのに役立ちます。

経済的および環境的廃棄物の削減

循環型経済の背後にある主な推進力は、自然資本やその他の資本を維持および強化するために製品をリサイクル、再製造、および再利用することです。既存の在庫からより多くの価値を引き出すことで、構造上の無駄が減り、経済成長が促進され、製造業者はより大きな利益のために既成概念にとらわれずに考えることができます。アディティブ マニュファクチャリングを活用したデジタル マニュファクチャリングは、エンジニアや製品デザイナーが材料の使用を最適化することで、廃棄物を最大限に活用するのに役立ちます。

製造における再生可能でリサイクル可能な非毒性の材料の使用はまだ始まったばかりですが、アディティブ マニュファクチャリングがその先頭を走っています。 3D プリンティングは、自然環境で分解され、バイオマス、二酸化炭素、水のみを残す PLA バイオプラスチックなどの生分解性およびバイオベースの材料と互換性があります。安全に循環でき、循環するように設計された素材を利用することは、循環型経済に貢献し、環境への影響を軽減する簡単な方法です。

プロジェクトに必要な製造プロセスで環境に配慮した材料を使用できない場合でも、デジタル マニュファクチャリングだけで無駄を減らし、利益を増やすことができます。まず、アディティブ プロセスには固有の材料節約があります。材料の固いブロックを機械加工して大量のスクラップを作る代わりに、材料を一度に 1 ボクセルずつ構築します。アディティブの設計の自由度が増すことで、格子構造と複雑な形状を利用してパーツを大幅に軽量化することもできます。さらに、3D プリンターでポリマー製品を製造すると、エネルギー消費を 41 ～ 64% 削減できます。全体として、調査によると、3D プリンティングは 2025 年までに製造コストを最大 5,930 億ドル削減し、市場投入までの時間を大幅に短縮できることが示唆されています。デジタル マニュファクチャリングは、より多くの再生可能な資源を循環経済に投入し、その成果を最大化することで、循環経済を加速させます。

持続可能性を考慮した設計

線形経済は、製品設計にも影響を与えます。たとえば、機械部品は主に製造可能性を考慮して設計されており、必ずしも再利用できるとは限りません。これが、一部のデザイナーが、取り外し可能な留め具を使用してピースを接続するのではなく、ピース同士を結合する理由です。ただし、このような小さな設計上の選択により、最初から製品が使い捨てになり、製品のライフサイクルが大幅に制限されます。

サーキュラー エコノミー向けの設計とは、耐久性があり、再利用可能で、長期的に収益性の高い製品を作成することを意味します。デジタル マニュファクチャリングが役立ちます。デジタル マニュファクチャリングによって設計プロセスが最適化されるため、メーカーは複数の方法で価値を最大化できます。仮想モデリングにより、製品設計者はリアルタイムで共同作業を行い、再利用、修理、およびリサイクルに役立つ設計を作成する方法について批判的に考えることが容易になります。生産開始前に設計変更を安価かつ迅速に行うことができるため、コストと無駄が削減されます。

また、オンデマンドのデジタル マニュファクチャリングは顧客のニーズに直結しているため、設計者は「この製品を製造しやすいものにするにはどうすればよいか」という考え方から移行できます。 「エンドユーザーのニーズを一貫して満たすように、この製品を設計するにはどうすればよいですか?」人間中心のデザイン思考は、直感的で有意義な体験を生み出すように構築された製品につながるため、本質的に持続可能です。エンドユーザーを念頭に置いて設計された製品は、エンドユーザーにより大きな価値をもたらす傾向があるため、ライフサイクルが長くなることが多く、その結果、最終的に材料とエネルギーの無駄が最小限に抑えられます。

マッキンゼーの調査によると、売上高の高い消費財の約 2.6 兆ドルの材料 (材料価値の約 80%) が廃棄され、回収されることはありません。製品設計者が長持ちするように作られているか、少なくともリサイクルできるように作られている製品を作ることができれば、ループを閉じて循環経済を促進することができます.

Fast Radius でループを閉じる

今日、すべての固形廃棄物の少なくとも 97% は製造業から発生しています。この部門は、大転換を待ち望んでいます。線形経済から循環経済への移行は困難に思えるかもしれませんが、デジタル マニュファクチャリングは、より持続可能な未来への弾みをつけるのに十分な破壊力を持っています。オンデマンドのデジタル マニュファクチャリングとアディティブ テクノロジーにより、製品チームは需要と供給のバランスを取り、環境への影響を減らし、最初から持続可能な製品を生み出すことができます。

Fast Radius では、製造業を前進させることに情熱を傾けています。私たちは、あらゆる形態と規模の製品チームにマルチプロセスのオンデマンド デジタル マニュファクチャリング サービスを提供することで、サーキュラー エコノミーを刺激する役割を果たします。コンセプトから納品までお客様と提携することで、経験豊富なエンジニアとデザイナーのチームが設計と生産のあらゆる段階を合理化します。最高の技術と最新の設計知識を使用して、さまざまな形状の複雑さ、材料、サイズの部品を大規模に製造する準備が整っています。より良い部品とより良い世界を一緒に作りましょう。今すぐお問い合わせください。

製造業やその他の分野におけるサステナビリティの詳細については、Fast Radius リソース センターの関連記事をお読みください。

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