Wie die digitale Fertigung zur Kreislaufwirtschaft beiträgt

Die Kreislaufwirtschaft ist eine Alternative zur linearen Wirtschaft, in der Ressourcen extrahiert, verwendet und umgehend entsorgt werden. Die Kreislaufwirtschaft hingegen entkoppelt Wirtschaftswachstum von endlichen Ressourcenbeschränkungen und Wertschöpfung vom Konsum und findet stattdessen Wert über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg.

Ziel ist es, Verschwendung durch Monetarisierung zu eliminieren. Wenn produzierende Unternehmen ihre Produkte und ihre Abfälle als wertvolles Inventar betrachten, werden sie ihre Ressourcen effizienter nutzen und neue Wege finden, um den Wert zu steigern und die Kundennachfrage zu erfüllen. Tatsächlich deuten Untersuchungen von McKinsey darauf hin, dass der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft bis 2030 Einnahmen in Höhe von fast 2 Billionen US-Dollar pro Jahr generieren könnte.

Dennoch ist es nicht einfach, die Wertaussichten ganzer Branchen und die Wirtschaft umzukehren. Die digitale Fertigung ist ein zentraler Treiber für den Wandel, der für den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft in dreierlei Hinsicht erforderlich ist.

Ausgleich von Angebot und Nachfrage durch Agilität

Um von vornherein weniger Abfall zu produzieren, sollten Hersteller bestrebt sein, Angebot und Nachfrage in Einklang zu bringen. Das traditionelle Fertigungsmodell, bei dem Hersteller die Kundennachfrage auf der Grundlage von Prognosen schätzen, erschwert dies. Wenn ein Unternehmen die Nachfrage überschätzt, kann es am Ende zu einem Lager mit nicht recycelbaren, nicht verkauften Produkten kommen, die einfach auf einer Mülldeponie landen. Darüber hinaus ist diese Methode nicht agil genug, um der Volatilität der On-Demand-Wirtschaft Rechnung zu tragen.

Die digitale Fertigung nutzt agile Technologien, um Angebot und Nachfrage in Einklang zu bringen. Digitale Fertigung bezieht sich auf die Anwendung von Computersystemen auf die Lieferkette, Produkte und Prozesse des Herstellers. Aus Angebots-Nachfrage-Perspektive ermöglicht die digitale Fertigung Herstellern, Kundendaten zu nutzen, um die Nachfrage besser vorherzusehen und nur das zu produzieren, was sie brauchen, wenn sie es brauchen.

Wenn Hersteller Produkte nach Bedarf herstellen können, vermeiden sie die hohen Anfangskosten einer traditionellen Produktionslinie und verbessern ihre Fähigkeit, flexibel auf die Nachfrage zu reagieren. Wenn Hersteller Teile in der Nähe ihrer Kunden drucken können, verkürzen sie auch ihre Lieferketten erheblich. Da die durchschnittliche Lieferkette für mehr als 80 % der CO2-Emissionen eines Konsumgüterunternehmens und 90 % der Auswirkungen auf natürliche Ressourcen verantwortlich ist, können effizientere Lieferketten dazu beitragen, negative Umweltauswirkungen erheblich zu mindern.

Wirtschaftliche und ökologische Verschwendung reduzieren

Das Recycling, die Wiederaufarbeitung und die Wiederverwendung von Produkten zur Erhaltung und Verbesserung des Kapitals – natürliches und sonstiges – ist der Hauptantrieb hinter der Kreislaufwirtschaft. Die Steigerung des Werts bestehender Bestände reduziert strukturelle Verschwendung, kurbelt das Wirtschaftswachstum an und versetzt Hersteller in die Lage, für das Gemeinwohl über den Tellerrand hinauszublicken. Die digitale Fertigung, unterstützt durch die additive Fertigung, hilft Ingenieuren und Produktdesignern, das Beste aus dem Abfall zu machen, den sie produzieren, indem sie den Materialverbrauch optimieren.

Die Verwendung erneuerbarer, recycelbarer, ungiftiger Materialien in der Fertigung ist noch im Entstehen, aber die additive Fertigung ist führend. Der 3D-Druck ist kompatibel mit biologisch abbaubaren und biobasierten Materialien wie PLA-Biokunststoffen, Kunststoffen, die in natürlichen Umgebungen abgebaut werden und nur Biomasse, Kohlendioxid und Wasser hinterlassen. Die Nutzung von Materialien, die sicher zu recyceln und für das Recycling konzipiert sind, ist eine einfache Möglichkeit, zur Kreislaufwirtschaft beizutragen und die Umweltbelastung zu verringern.

Auch wenn umweltbewusste Materialien nicht mit dem für ein Projekt erforderlichen Herstellungsprozess verwendet werden können, kann die digitale Fertigung allein dazu beitragen, Abfall zu reduzieren und Gewinne zu steigern. Zunächst einmal gibt es bei additiven Verfahren inhärente Materialeinsparungen. Anstatt aus einem massiven Materialblock herauszuarbeiten, was zu viel Ausschuss führt, bauen Sie das Material Voxel für Voxel auf. Die erhöhte Designfreiheit von Additiven ermöglicht es Ihnen auch, Gitterstrukturen und komplexe Geometrien für extrem leichte Teile zu nutzen. Darüber hinaus kann die Herstellung von Polymerprodukten mit 3D-Druckern den Energieverbrauch um 41 bis 64 % senken. Insgesamt deuten Untersuchungen darauf hin, dass der 3D-Druck die Herstellungskosten bis 2025 um bis zu 593 Milliarden US-Dollar senken und die Markteinführungszeit entscheidend verkürzen kann. Die digitale Fertigung lädt die Kreislaufwirtschaft auf, indem sie mehr erneuerbare Ressourcen einsetzt und ihre Leistung maximiert.

Design mit Blick auf Nachhaltigkeit

Die lineare Ökonomie wirkt sich auch auf das Produktdesign aus. Beispielsweise werden mechanische Komponenten in erster Linie im Hinblick auf die Herstellbarkeit und nicht unbedingt auf die Wiederverwendung entwickelt. Aus diesem Grund fügen einige Designer Stücke zusammen, anstatt sie mit abnehmbaren Befestigungselementen zu verbinden. Kleine Designentscheidungen wie diese machen das Produkt jedoch von Anfang an wegwerfbar und schränken den Produktlebenszyklus stark ein.

Design für die Kreislaufwirtschaft bedeutet, Produkte zu schaffen, die langlebig, wiederverwendbar und langfristig rentabel sind – die digitale Fertigung kann dabei helfen. Die digitale Fertigung optimiert den Designprozess, sodass Hersteller den Wert auf vielfältige Weise maximieren können. Die virtuelle Modellierung erleichtert es Produktdesignern, in Echtzeit zusammenzuarbeiten und kritisch über Möglichkeiten nachzudenken, wie ein Design wiederverwendet, repariert und recycelt werden kann. Jegliche Designänderungen können kostengünstig und schnell vor Beginn der Produktion vorgenommen werden, was Kosten und Abfall reduziert.

Da die digitale On-Demand-Fertigung auch direkt auf die Kundenbedürfnisse abgestimmt ist, können Designer von Überlegungen wie „Wie kann ich dieses Produkt fertigungsfreundlich gestalten?“ umsteigen. zu:„Wie kann ich dieses Produkt so gestalten, dass es die Anforderungen der Endbenutzer konsequent erfüllt?“ Human Centric Design Thinking ist von Natur aus nachhaltig, da es zu Produkten führt, die entwickelt wurden, um intuitive, sinnvolle Erfahrungen zu generieren. Produkte, die für Endbenutzer entwickelt wurden, bieten dem Endbenutzer tendenziell einen höheren Wert und genießen daher oft längere Lebenszyklen – was letztendlich Material- und Energieverschwendung minimiert.

Laut Untersuchungen von McKinsey werden etwa 2,6 Billionen US-Dollar an Material in umsatzstarken Konsumgütern – etwa 80 % des Materialwerts – weggeworfen und nie wiedergewonnen. Wenn Produktdesigner Produkte entwickeln können, die auf Langlebigkeit oder zumindest auf Recycling ausgelegt sind, können sie den Kreislauf schließen und die Kreislaufwirtschaft vorantreiben.

Schließe die Schleife mit Fast Radius

Heute stammen mindestens 97 % aller festen Abfälle aus der Produktion; die Branche ist längst überfällig für einen grundlegenden Wandel. Der Übergang von der linearen Wirtschaft zu einer Kreislaufwirtschaft mag entmutigend erscheinen, aber die digitale Fertigung ist disruptiv genug, um eine nachhaltigere Zukunft zu beginnen. Mit digitaler On-Demand-Fertigung und additiver Technologie können Produktteams Angebot und Nachfrage in Einklang bringen, ihre Umweltbelastung reduzieren und Produkte entwickeln, die von Anfang an nachhaltig sind.

Bei Fast Radius setzen wir uns leidenschaftlich dafür ein, die Fertigungsindustrie voranzubringen, und manchmal bedeutet das, sich im Kreis zu drehen. Wir leisten unseren Beitrag zur Stimulierung der Kreislaufwirtschaft, indem wir Produktteams aller Formen und Größen digitale On-Demand-Fertigungsdienste mit mehreren Prozessen anbieten. Durch die Partnerschaft mit unseren Kunden vom Konzept bis zur Lieferung rationalisiert unser Team aus erfahrenen Ingenieuren und Designern jede Phase des Designs und der Produktion. Wir sind in der Lage, Teile mit unterschiedlichen geometrischen Komplexitäten, Materialien und Größen in großem Maßstab mit den besten Technologien und den neuesten Konstruktionskenntnissen herzustellen. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um bessere Teile und eine bessere Welt zu schaffen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.

Weitere Einblicke in die Nachhaltigkeit in der Fertigung und darüber hinaus finden Sie in verwandten Artikeln im Ressourcenzentrum von Fast Radius.

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