5 innovative Wege zur Nutzung des 3D-Drucks für Nachhaltigkeit

Die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, ist eine Produktionstechnik, die typischerweise Kunststoffe in Kombination mit Metallpulvern verwendet. Von Möbeln bis hin zu menschlichen Körperteilen beginnen alle 3D-Druckprojekte als Grafikdesign und werden zu einem soliden Produkt. Trotz der Umweltnachteile des 3D-Drucks wie dem übermäßigen Energieverbrauch und den giftigen Nebenprodukten, die er produziert, finden Unternehmen mit neuen Technologien und umweltfreundlichen Materialien ein Gleichgewicht.

Nachhaltigkeitsziele für den 3D-Druck

Da die additive Fertigung (AM) immer beliebter wird, überprüfen Unternehmen ihre Produktionsmethoden erneut, um herauszufinden, wie sie nachhaltigere Materialien verwenden und gleichzeitig Kosteneinsparungen und Effizienz aufrechterhalten können. Als Reaktion auf Umweltvorschriften haben Unternehmen jetzt Nachhaltigkeitsziele, an denen sie sich orientieren können:

• Halten Sie eine Kreislaufwirtschaft aufrecht, in der Materialien und Produkte so oft wie möglich wiederverwendet werden können.
• Beenden Sie den Kreislauf von Plastikmüll und Müll, die auf Deponien, Ozeanen und Verbrennungsanlagen landen.
• Reduktion von Kohlendioxidemissionen durch Minimierung des Materialtransports.

Dieses Engagement für umweltfreundliche Praktiken hat zu erfolgreichen, praktikablen Lösungen geführt. Hier sind Möglichkeiten, wie AM-Unternehmen zu Nachhaltigkeitsbemühungen beitragen.

1. Reduzierung von Plastikmüll

Leider landen die meisten Kunststoffprodukte weltweit in unseren Ozeanen. Eine Möglichkeit, diese Verschmutzung zu bekämpfen, besteht darin, Plastikmüll zu reduzieren. Dank des Schicht-für-Schicht-Auftragsverfahrens für den 3D-Druck wird nur eine minimale Menge an Material verbraucht und es ist kein Beschneiden erforderlich. Im Gegensatz zu den subtraktiven Bearbeitungsverfahren hinterlässt der 3D-Druck Hohlräume in der Mitte oder Designs, bei denen keine Materialien entfernt oder verschwendet werden müssen. Daher wird weniger Plastik verbraucht und weniger Abfall entsorgt.

2. Verwendung biologisch abbaubarer Materialien

Biobasierte Rohstoffe werden mittlerweile in 3D-Druckverfahren eingesetzt. Eine gängige Substanz ist ein biologisch abbaubares Pflanzenpolymer namens PLA, das oft aus Mais hergestellt wird, aber auch Holz, Soja, Algen oder Algen enthalten kann. Jüngste Fortschritte bei Polymeren auf Wasserbasis von der Mediated Matter Group des MIT beinhalten solche anderen natürlichen Inhaltsstoffe wie Zellulose und Calciumcarbonat.

Ein weiteres Unternehmen, das Produkte mit biologisch abbaubaren Materialien herstellt, ist Spectalite aus Indien. Die Bioverbundmaterialien von Spectalite kombinieren landwirtschaftliche Abfälle und erneuerbare Ressourcen für die Herstellung und dienen einer Vielzahl von Branchen, von der Verpackung über die Automobilindustrie, die Materialhandhabung bis hin zu Haushaltswaren und Möbeln.

3. Recycling von Kunststoff

Eine weitere Option zur Förderung der Nachhaltigkeit in AM ist das Recycling von Kunststoffartikeln, die weggeworfen wurden, oder die Wiederverwendung von Kunststoffabfällen aus Fabriken. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, neue Polymerfilamente herzustellen, die noch stärker sind als die ursprünglichen Polymerfasern. Derzeit gibt es Maschinen, die gereinigte und zerkleinerte Thermoplaste wiederverwenden. Dann passieren die kleinen Stücke einen Extruder, wodurch neue recycelte Filamente entstehen.

Wenn Sie zum Beispiel nach Thessaloniki in Griechenland reisen, finden Sie überall in der Gemeinde 3D-gedruckte Gartenmöbel. In Zusammenarbeit mit dem Zero Waste Lab der Stadt startete die Forschungs- und Designgruppe The New Raw ein Kunststoffrecyclingprojekt. Sie ermutigten die Bürger, ihre Kunststoffartikel zum Recycling abzugeben, und dann produzierte das Labor die 3D-gedruckten Möbel aus den gesammelten Kunststoffen. Neben den Thessaloniki-Möbeln hat The New Raw auch recycelten Kunststoff zur Herstellung von Muscheln und Geschirr verwendet.

4. Emissionen reduzieren

Häufig müssen Produkte zum Verpacken oder für andere Endanwendungen an andere Einrichtungen versandt werden. Wenn Hersteller einen Produktionsprozess in einer Anlage abschließen können, reduziert dies den Bedarf an Materialtransporten – weniger Fahrten mit Lkw oder Flugzeug verringern die Abgasemissionen und den CO2-Fußabdruck. Außerdem macht es der Fernzugriff bequemer, 3D-Entwürfe per E-Mail zu übertragen, wodurch die Notwendigkeit von Straßenreisen entfällt.

Bauforscher haben Zement aufgrund seiner schädlichen Kohlendioxidemissionen als umweltschädlich eingestuft. Als Zementalternative stellt ein portugiesisches Unternehmen namens eCO2Blocks CO2-negative Pflastersteine ​​her. Anstatt natürliche Ressourcen zu verwenden, verwendet eCO2Blocks eine Kombination aus nicht trinkbarem Wasser, Kohlendioxid-Absorptionstechnologie und Industrieabfällen.

5. Erhalt des Ökosystems

Infolge der globalen Erwärmung verschlechtern sich natürliche Korallenriffe auf der ganzen Welt. Mithilfe des 3D-Drucks können Forscher in Frankreich und Australien Plastikriffe herstellen. Die künstlichen Riffe werden neben dem natürlichen Riff installiert und fördern das Korallenwachstum und die Erholung der natürlichen Bewohner des Riffs.

Recycling für AM hat auch dazu beigetragen, Plastikmüll im Ozean zu beseitigen. Zum Beispiel sammelt New Raw verlassene Fischernetze, die Wasserlebewesen fangen und töten. Die Netze werden dann recycelt, um neue 3D-gedruckte Kunststoffprodukte herzustellen.

Schlussfolgerung

Experten sagen voraus, dass sich der 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigungstechnologie, weiterentwickeln und schließlich traditionelle Materialverarbeitungswerkzeuge ergänzen oder ersetzen wird. Inzwischen finden Forscher weitere Lösungen, um den 3D-Druck zu einem wirtschaftlichen und nachhaltigen Verfahren zu machen. Da sich die Materialproduktionsmethoden unter Berücksichtigung der drei Rs – reduzieren, wiederverwenden, recyceln – verändern, können Unternehmen Umweltvorschriften einhalten und hochwertige, umweltfreundliche Produkte anbieten.