Additieve productie, ook bekend als 3D-printen, is een productietechniek die doorgaans kunststoffen gecombineerd met metaalpoeders gebruikt. Van meubels tot menselijke lichaamsdelen, alle 3D-printprojecten beginnen als een grafisch ontwerp en veranderen in een vast product. Ondanks de milieu-nadelen van 3D-printen zoals hun overmatige energieverbruik en de giftige bijproducten die ze produceren, vinden bedrijven een balans met nieuwe technologie en eco-vriendelijke materialen.

Duurzaamheidsdoelen voor 3D-printen

Met additieve productie (AM) die populairder wordt, herzien bedrijven hun productiemethoden om te ontdekken hoe ze meer duurzame materialen kunnen gebruiken en toch kostenbesparing en efficiëntie behouden. In reactie op milieureguleeringen hebben bedrijven nu duurzaamheidsdoelen om hun inspanningen te sturen:

• Een circulaire economie handhaven, waarbij materialen en producten zoveel mogelijk hergebruikt worden.
• De cyclus van plasticafval en afvalitems die op stortplaatsen, in oceanen en verbrandingsovens belanden, beëindigen.
• Koolstofdioxide-uitstoot verminderen door het transport van materialen te minimaliseren.

Deze toewijding aan milieuvriendelijke praktijken heeft geleid tot succesvolle, haalbare oplossingen. Hier zijn manieren waarop AM-bedrijven bijdragen aan duurzaamheidsinspanningen.

1. Plasticafval verminderen

Helaas belanden de meeste plastic producten in onze oceanen over de hele wereld. Een manier om deze verontreiniging te bestrijden is plasticafval te verminderen. Dankzij de laag-voor-laag toepassingsmethode voor 3D-printen, wordt slechts een minimaal aantal materialen gebruikt, en is geen bijsnijden nodig. In tegenstelling tot subtractieve bewerkingsmethodes, laat 3D-printen holle ruimtes in het midden of ontwerpen waar materialen niet hoeven te worden verwijderd of verspild. Daarom wordt minder plastic verbruikt en minder schroot weggegooid.

2. Biologisch afbreekbare materialen gebruiken

Bio-gebaseerde grondstoffen worden nu gebruikt in 3D-printprocessen. Een veelvoorkomende stof is een biologisch afbreekbaar plantenpolymer genaamd PLA, dat vaak van maïs gemaakt wordt, maar ook hout, soja, zeewier of algen kan bevatten. Recente vooruitgang in water-gebaseerde polymeren van MIT's Mediated Matter Group incorporeren dergelijke andere natuurlijke ingrediënten als cellulose en calciumcarbonaat.

Een ander bedrijf dat producten creëert met biologisch afbreekbare materialen is het Indiase Spectalite. Door landbouwafval en hernieuwbare bronnen te combineren voor productie, dienen Spectalite's bio-composietmaterialen een verscheidenheid aan industrieën, van verpakking tot automotive, materiaalafhandeling, huishoudartikelen en meubels.

3. Plastic recyclen

Een andere optie die duurzaamheid in AM bevordert, is het recyclen van plastic items die weggegooid werden of het hergebruiken van plasticschroot uit fabrieken. Een manier om dit te doen is het maken van nieuwe polymere filamenten, die zelfs sterker zijn dan de oorspronkelijke polymere vezels. Momenteel zijn er machines die gereinigde en geshredde thermoplasten herbestemmen. De kleine stukken gaan dan door een extruder, wat nieuwe gerecycde filamenten creëert.

Bijvoorbeeld, als u naar Thessaloniki, Griekenland, reist, kunt u 3D-geprinte buitmeubels door de gemeenschap vinden. In samenwerking met de Zero Waste Lab van de stad, startte The New Raw onderzoek- en ontwerpgroep een plasticrecyclingproject. Ze moedigten burgers aan hun plastic items voor recycling af te leveren, en vervolgens produceerde het lab de 3D-geprinte meubels uit de verzamelde plastic. Naast de Thessaloniki-meubels, heeft The New Raw ook gerecycled plastic gebruikt om schelpen en serviesgoed te maken.

4. Emissies verminderen

Vaak moeten producten naar andere faciliteiten verzonden worden voor verpakking of andere finale toepassingen. Als fabricanten een productieproces in één faciliteit kunnen voltooien, vermindert dit de behoefte aan transport van materialen - minder ritten per vrachtwagen of vliegtuig verlagen uitlaatemissies en de koolstofvoetafdruk. Ook maakt remote toegang het gemakkelijker om 3D-ontwerpen via e-mail te verzenden, wat de noodzaak voor wegverkeer elimineert.

Bouwonderzoekers hebben cement als milieuschadelijk gekwalificeerd, aangezien de schadelijke koolstofdioxide-uitstoot. Als cementalternatief produceert een Portugees bedrijf genaamd eCO2Blocks koolstofnegatieve verhardingsblokken. In plaats van natuurlijke bronnen te gebruiken, gebruikt eCO2Blocks een combinatie van niet-drinkwater, koolstofdioxide-absorptietechnologie en industriëel afval.

5. Het ecosysteem behouden

Als gevolg van opwarming van de aarde, verslechteren natuurlijke koraalriffen over de hele wereld. Met de hulp van 3D-printen, zijn onderzoekers in Frankrijk en Australië in staat om plastic riffen te creëren. De kunstmatige riffen worden naast het natuurlijke rif geïnstalleerd, wat koraalgroei en herstel van de natuurlijke bewoners van het rif aanmoedigt.

Recycling voor AM heeft ook geholpen om oceaangericht plasticafval te elimineren. Bijvoorbeeld, The New Raw verzamelt verlaten visnetten die vangen en doden waterdieren. De netten worden dan gerecycled om nieuwe 3D-geprinte plastic producten te creëren.

Conclusie

Experts voorspellen dat 3D-printen, ook bekend als additieve productietechnologie, zal evolueren en uiteindelijk traditionele materiaalverwerkingsgereedschappen zal vervangen of samenvoegen. Ondertussen vinden onderzoekers meer oplossingen om 3D-printen een economische en duurzame procedure te maken. Omdat materiaalproductiemethoden verschuiven met de drie R's in gedachten - verminderen, hergebruiken, recyclen - kunnen bedrijven voldoen aan milieureguleeringen alsook kwalitatieve, eco-vriendelijke producten leveren.