순환 경제 구현: 디지털 제조가 가치를 더하는 방식

순환 경제는 자원을 채취하고 사용한 뒤 즉시 폐기하는 선형 경제의 대안입니다. 반면 순환 경제는 경제 성장을 유한 자원 제약에서, 가치 창출을 소비에서 분리하여 제품의 지속적인 수명주기 전반에서 가치를 찾습니다.

목표는 폐기물을 수익화하여 없애는 것입니다. 제조 기업이 자사 제품과 폐기물을 가치 있는 재고로 인식하면 자원을 더 효율적으로 사용하고 가치를 높이고 고객 수요를 충족하는 새로운 방법을 발견할 것입니다. 실제로 맥킨지 연구에 따르면 순환 경제로의 전환은 2030년까지 연간 거의 2조 달러의 수익을 창출할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 산업 전반의 가치와 경제에 대한 전망을 뒤집는 것은 쉽지 않습니다. 디지털 제조는 순환 경제로의 전환을 이끄는 세 가지 주요 방식의 핵심 변화 동인입니다.

민첩성을 통한 공급과 수요의 균형

애초에 폐기물을 덜 생산하기 위해 제조업체는 공급과 수요의 균형을 맞추려 노력해야 합니다. 제조업체가 예측을 기반으로 고객 수요를 추정하는 전통 제조 모델에서는 이것이 어렵습니다. 회사가 수요를 과대평가하면 재활용 불가능한 미판매 제품으로 가득 찬 창고를 갖게 되어 결국 매립지로 가게 됩니다. 게다가 이 방법은 주문형 경제의 변동성을 설명할 만큼 민첩하지 않습니다.

디지털 제조는 민첩한 기술을 사용하여 공급과 수요를 조화시킵니다. 디지털 제조는 컴퓨터 시스템을 제조업체의 공급망, 제품, 공정에 적용하는 것을 말합니다. 공급-수요 관점에서 디지털 제조는 제조업체가 고객 데이터를 사용하여 수요를 더 잘 예측하고, 필요할 때 필요한 만큼만 생산할 수 있게 합니다.

제조업체가 주문형으로 제품을 만들 수 있으면 전통적인 생산 라인의 높은 초기 비용을 피하고 수요에 기민하게 대응하는 능력을 향상시킬 수 있습니다. 제조업체가 고객 근처에서 부품을 프린트할 수 있으면 공급망도 극적으로 단축됩니다. 평균적인 공급망이 소비재 기업의 탄소 배출량 80% 이상, 자연 자원에 대한 영향의 90%를 차지하므로, 더 효율적인 공급망은 부정적인 환경 영향을 실질적으로 완화할 수 있습니다.

경제적, 환경적 폐기물 감소

자연 자본과 기타 자본을 보존하고 강화하기 위해 제품을 재활용, 재제조, 재사용하는 것이 순환 경제의 주요 추진력입니다. 기존 재고에서 더 많은 가치를 얻으면 구조적 폐기물을 줄이고, 경제 성장을 촉진하며, 제조업체가 더 큰 선을 위해 고정관념을 깨고 생각하게 합니다. 적층 제조로 구동되는 디지털 제조는 엔지니어와 제품 디자이너가 소재 사용을 최적화하여 생산하는 폐기물을 최대한 활용할 수 있게 돕습니다.

제조에 재생 가능, 재활용 가능, 무독성 소재를 사용하는 것은 여전히 부상 중이지만, 적층 제조가 선두를 달리고 있습니다. 3D 프린팅은 PLA 생분해성 플라스틱 같은 생분해성, 바이오 기반 소재와 호환됩니다. 이 플라스틱은 자연 환경에서 분해되어 바이오매스, 이산화탄소, 물만 남깁니다. 순환하기 안전하고 순환하도록 설계된 소재를 활용하는 것은 순환 경제에 기여하고 환경 영향을 줄이는 쉬운 방법입니다.

친환경 소재를 프로젝트에 필요한 제조 공정과 사용할 수 없더라도 디지털 제조만으로도 폐기물을 줄이고 수익을 늘릴 수 있습니다. 우선 적층 공정에는 본질적인 소재 절약이 있습니다. 고체 소재 블록을 가공하여 많은 스크랩이 발생하는 대신, 소재를 한 번에 한 복셀(voxel)씩 쌓아 올립니다. 적층의 향상된 설계 자유도는 격자 구조와 복잡한 지오메트리를 활용하여 부품을 극적으로 경량화할 수 있게 합니다. 또한 3D 프린터로 폴리머 제품을 제조하면 에너지 소비를 41~64% 줄일 수 있습니다. 전반적으로 연구에 따르면 3D 프린팅은 2025년까지 제조 비용을 최대 5,930억 달러까지 절감할 수 있고, 시장 출시 시간을 결정적으로 단축할 수 있습니다. 디지털 제조는 더 많은 재생 가능 자원을 투입하고 출력을 극대화함으로써 순환 경제를 가속화합니다.

지속 가능성을 염두에 둔 설계

선형 경제는 제품 설계에도 영향을 미칩니다. 예를 들어 기계 부품은 주로 제조 용이성을 염두에 두고 설계되며, 반드시 재사용을 고려하지는 않습니다. 그래서 일부 디자이너는 조각을 탈착 가능한 패스너로 연결하는 대신 서로 결합합니다. 그러나 이러한 작은 설계 선택은 제품을 처음부터 일회용으로 만들며, 제품 수명주기를 크게 제한합니다.

순환 경제를 위한 설계는 내구성, 재사용 가능, 장기적 수익성을 갖춘 제품을 만드는 것을 의미합니다. 디지털 제조가 도울 수 있습니다. 디지털 제조는 설계 공정을 최적화하여 제조업체가 여러 방식으로 가치를 극대화할 수 있게 합니다. 가상 모델링은 제품 디자이너가 실시간으로 협업하고 설계를 재사용, 수리, 재활용에 적합하게 만드는 방법을 비판적으로 생각하게 합니다. 모든 설계 변경은 생산 시작 전에 저렴하고 빠르게 할 수 있어 비용과 폐기물을 줄입니다.

또한 주문형 디지털 제조가 고객 니즈와 직접적으로 일치하므로, 디자이너는 "이 제품을 어떻게 제조 친화적으로 만들까?"에서 "이 제품을 어떻게 설계하면 최종 사용자 니즈를 지속적으로 충족할까?"로 사고를 전환할 수 있습니다. 인간 중심 설계 사고는 본질적으로 지속 가능합니다. 직관적이고 의미 있는 경험을 생성하는 제품을 만들기 때문입니다. 최종 사용자를 염두에 두고 설계된 제품은 최종 사용자에게 더 큰 가치를 제공하는 경향이 있어, 종종 연장된 수명주기를 누립니다. 이는 결과적으로 궁극적으로 소재와 에너지 폐기물을 최소화합니다.

맥킨지 연구에 따르면 고회전 소비재에서 약 2조 6천억 달러의 소재(소재 가치의 약 80%)가 폐기되며 결코 회수되지 않습니다. 제품 디자이너가 오래 지속되거나 적어도 재활용되도록 제품을 만들 수 있다면, 루프를 닫고 순환 경제에 연료를 공급할 수 있습니다.

Fast Radius로 루프 닫기

오늘날 모든 고체 폐기물의 최소 97%가 제조에서 나옵니다. 이 부문은 근본적인 변화가 오래전에 필요했습니다. 선형 경제에서 순환 경제로의 전환은 벅차게 보일 수 있지만, 디지털 제조는 더 지속 가능한 미래를 킥스타트할 만큼 충분히 파괴적입니다. 주문형 디지털 제조와 적층 기술을 통해 제품 팀은 공급과 수요의 균형을 맞추고, 환경 영향을 줄이며, 처음부터 지속 가능한 제품을 만들 수 있습니다.

Fast Radius에서는 제조 산업을 앞으로 나아가게 하는 것에 열정을 가지고 있으며, 때로는 그게 원을 그리는 것을 의미하기도 합니다. 우리는 다양한 형태와 규모의 제품 팀에게 멀티 프로세스, 주문형 디지털 제조 서비스를 제공함으로써 순환 경제를 자극하는 데 우리 몫을 다합니다. 컨셉부터 납품까지 고객과 파트너십을 맺음으로써, 우리 경험 많은 엔지니어와 디자이너 팀은 설계와 생산의 모든 단계를 간소화합니다. 우리는 최고의 기술과 최신 설계 지식을 사용하여 다양한 지오메트리 복잡성, 소재, 크기의 부품을 대규모로 제조할 수 있습니다. 함께 더 나은 부품과 더 나은 세상을 만듭시다. 지금 문의하여 시작하세요.

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