Hoe 3D-printen duurzame en milieuvriendelijke oplossingen biedt

Nu we een milieubewuster productietijdperk ingaan, zijn er tal van zorgen dat nieuwe technologieën ons mogelijk achteruit zullen leiden. De zorgen die vaak worden geuit bij 3D-printen leggen het overvloedige gebruik van kunststoffen en het stroomverbruik onder vuur, en soms zijn deze argumenten geldig. Spelers binnen de branche doen echter hun best om met geldige oplossingen te komen die dergelijke grieven kunnen wegnemen. Veel ontwerpers zijn op zoek naar nieuwe technologieën, materialen en aanpassingen binnen de toeleveringsketen om 3D-printen duurzamer en milieuvriendelijker te maken. Hier zijn slechts enkele van de belangrijkste manieren om:

Filamentrecycling

Het recyclen van filamenten is niet alleen beter voor het milieu, het is ook een goede gewoonte om het in uw eigen werkplaats of bedrijf bij de hand te hebben. Of het nu gaat om mislukte afdrukken, mislukte taken of gewoon rommel in uw werkruimte, het recyclen van oude afdrukken of items kan goed zijn. Sommige bedrijven vullen dit specifieke gat in de markt al met een aantal handige items zoals filamentrecyclingkits, terwijl anderen de lat hoger leggen en industriële kunststoffen op veel grotere schaal schoonmaken.

Aan de meer ambitieuze kant, bedrijven zoals Clean Currents kiezen voor speciale 3D-printers die volledig compatibel kunnen zijn met oceaanplastic, waardoor gebruikers kunnen helpen het milieu schoon te maken terwijl ze hun items printen. Andere bedrijven zoals Trimatis LLC gebruiken plastic afval en veranderen het ook in filament. Dit was zo'n veelbelovende mogelijkheid dat zelfs het Amerikaanse leger op zoek is naar 3D-printen met gerecycled plastic van verouderde onderdelen om zowel transportkosten te besparen als efficiënter te zijn.

Evenzo bieden bedrijven zoals 3devo filamentversnipperaars en technologie voor het maken van spoelen, zodat gebruikers hun oude plastic kunnen hergebruiken in plaats van ze weg te gooien. Andere gebruikers die pellets maken van oud plastic hebben een nog eenvoudigere taak.

Er is echter meer dan alleen recyclebare filamenten en pellets op het materiaalfront.

Duurzame materialen en constructie

Hoewel PLA (een van de meest gebruikte materialen in 3D-printen) biologisch afbreekbaar is, zijn niet alle andere thermoplasten voor additieve productie dat. Maar waarom zouden we überhaupt filamenten hebben die gemaakt zijn van niet-biologisch afbreekbare kunststoffen? Er zijn meerdere andere opties die onderzoekers hebben bedacht die deze milieuonvriendelijke opties volledig mijden, terwijl ze enkele nieuwe materiaaleigenschappen bieden.

Nieuwe technologieën maken het mogelijk om een ​​scala aan materialen te gebruiken voor 3D-printen voor unieke doeleinden. Een dergelijk materiaal komt in de vorm van MIT's antibacteriële 3D-geprinte cellulosefilament. Het zou mogelijk een krachtpatser kunnen worden voor medische toepassingen, waardoor het gemakkelijk wordt om door de FDA goedgekeurde materialen te maken die kunnen worden weggegooid zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over duurzame afvalverwerking. Het is ook behoorlijk resistent in termen van mechanische eigenschappen en goedkoop te produceren.

Een andere potentiële technologie die het vermelden waard kan zijn, is die van bioplastic hennepfilamenten die bedrijven ontwikkelen. 3D4MAKERS is een bedrijf dat zo'n filament produceert, dat een behoorlijk goede hechting tussen de lagen biedt.

Zelfs afgezien van filamenten zijn er een aantal veelbelovende materialen in de wereld van 3D-geprinte constructies die een aantal zeer aanlokkelijke opties kunnen bieden voor potentiële architectuurprojecten. In verschillende projecten is gezocht naar duurzame manieren om beton te produceren, een product waarvan de productie leidt tot een groot deel van de uitstoot van broeikasgassen (de cementsector is de op twee na grootste industriële energieverbruiker en de op een na grootste industriële CO2-uitstoter wereldwijd). Daarom hebben bedrijven als FICEP S3 systemen gemaakt die de afvalproducten van 3D-printen en nabewerkingsonderdelen hergebruiken in processen zoals MJF en SLS, waardoor een nieuw hybride beton ontstaat. Project BCN is dus op zoek naar afval om het om te zetten in een duurzamere vorm van gemengd beton die mogelijk minder hoofdpijn oplevert die gepaard gaat met traditionele productiematerialen.

Evenzo worden organische verbindingen ook gebruikt voor 3D-printhuizen. Deze verbindingen zijn ook niet alleen een milieuvriendelijke curiositeit, sommige bieden oplossingen waarmee structuren snel kunnen worden geprint. De Estse Universiteit voor Levenswetenschappen en de Universiteit van Tartu hebben geëxperimenteerd met turf, een natuurlijk materiaal gemaakt van ontbindende vegetatie die zich vormt in moerassen en andere waterrijke omgevingen. Als een van de meest efficiënte koolstofputten ter wereld, kan het koolstofverbindingen opslaan, wat het bijzonder nuttig maakt bij dit streven. Het wordt al meer dan een eeuw gebruikt als een belangrijke brandstofbron in bepaalde delen van de wereld en wetenschappers hebben een manier gevonden om het om te zetten in een organische bron van huisvesting die de milieu-inspanningen daadwerkelijk ondersteunt in plaats van ze te belemmeren. Een dergelijk proces maakt ook gebruik van afval, wat helpt bij recycling.

Andere onderzoekers hebben gewerkt met 3D-printen in de bodem, zoals het project voor het transformeren van maanregoliet. Deze experimenten brengen ons dichter bij het gebruik van alternatieve materialen die overvloediger zijn, terwijl we oude elementen recyclen om nieuwe constructies te creëren.

3D-printsystemen op zonne-energie

3D-printers gaan veel energie verbruiken naarmate ze vaker voorkomen in bredere industrieën. Dit betekent echter niet dat de energie uit traditionele middelen moet komen. Zonne-energie is nog volop in ontwikkeling, maar het vertegenwoordigt de heilige graal van alternatieve energie, en veel bedrijven maken hier gebruik van door zowel zonnepanelen te ontwikkelen met 3D-printers als zonne-energie rechtstreeks in te zetten voor apparaten voor additieve productie.

3D-geprinte zonnepanelen bieden een aantal duidelijke voordelen. Deze kunnen lichter en goedkoper zijn en in bepaalde gevallen levert het printen ervan een stuk minder afval op. Methoden zoals MJF worden al een tijdje gebruikt voor het 3D-printen van zonnesystemen. Nano Dimension is in dit opzicht bijzonder opmerkelijk geweest door samen te werken met start-ups in Israël om dergelijke duurzame energieoplossingen te produceren. Sommige bedrijven ontwikkelen zelfs flexibele, wat een vooruitzicht is dat niet mogelijk zou zijn met traditionele productie.

3D-printen helpt ook de efficiëntie van zonnepanelen te verhogen. T3DP is bijvoorbeeld een onderzoeksproject voor 3D-printen dat in 2013 begon onder leiding van Daniel Clark. Het doel is om een ​​gepatenteerd volumetrisch 3D-printen te gebruiken om de conversie-efficiëntie van de huidige zonnepanelen te verdubbelen. In wezen probeert T3DP een 3D-geprinte zonne-energie te creëren die betaalbaar en levensvatbaar is. Hun werk maakt gebruik van eerder onderzoek naar de chemische verbinding perovskietmaterialen voor zonnecellen, die veel sterkere en stabiele materialen kunnen leveren voor het bouwen van zonnecellen.

Aan de andere kant hebben sommige bedrijven 3D-printers ontwikkeld die op zonne-energie werken. Dergelijke concepten zijn al lang beschikbaar als open-sourcetechnologieën. Zelfs afgezien van hun voordelen voor het milieu, zijn dergelijke printers een nuttig vooruitzicht omdat ze het mogelijk maken om in afgelegen gebieden te printen. Dit was de drijfveer achter het werk van re:3D met de Gigabot, een off-the-grid 3D-printapparaat dat mogelijk additieve productie naar gebieden zonder elektriciteit zou kunnen brengen door gebruik te maken van de kracht van de zon.