3D-Druck hat sich für die Fertigungsindustrie als sehr spannend erwiesen, aber könnte er uns auch helfen, unsere Umweltprobleme zu lösen? Lesen Sie weiter, um es herauszufinden!
3D-Druck verwendet weniger Material
Einer der Hauptvorteile ist, dass 3D-Drucker im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden weniger Material verwenden. Ihre Verfahren ermöglichen es Ihnen, nur die Menge an Filament zu schmelzen/verschmelzen, die Sie zur Herstellung eines Teils benötigen.
Diese Methode unterscheidet sich von der traditionellen subtraktiven Fertigung, bei der man oft überschüssiges Material wegschneiden muss, anstatt nur das notwendige Material hinzuzufügen, wie es beim 3D-Druck der Fall ist. Einige argumentieren, dass dieser Unterschied bedeutet, dass der 3D-Druck tatsächlich eine vergleichbare oder geringere Energiemenge als andere Methoden verbraucht, da man keine Energie aufwenden muss, um dieses zusätzliche Material zu produzieren und es auch bei subtraktiven Prozessen zu entfernen.
Geringere Emissionswerte durch den Vertrieb
Das Tolle am 3D-Druck ist, dass man ihn überall einsetzen kann, sogar in einem Geschäft oder zu Hause. Dies könnte theoretisch den Bedarf an Warentransporten erheblich reduzieren und somit die damit verbundenen Emissionen senken.
3D-gedruckte Produkte können auch bis zu 50 Prozent leichter sein als solche, die mit Standardmethoden hergestellt werden, indem „dünne Innenstrukturen“ verwendet werden, die mit alternativen Herstellungsmethoden nicht herzustellen sind. Das bedeutet, dass diese 3D-gedruckten Teile weniger Energie für den Transport benötigen würden. Sogar die Flugzeuge und Fahrzeuge, die den Transport durchführen, könnten selbst 3D-gedruckt werden, was zu leichteren Fahrzeugen führen würde, die nicht so viel Energie für den Betrieb benötigen.
Der Vorteil des reduzierten Vertriebs ist derzeit dadurch begrenzt, dass der 3D-Druck noch nicht weit verbreitet für die Massenproduktion eingesetzt wird, sodass die Emissionssenkungen in kleinerem Maßstab erfolgen. Dies könnte sich jedoch ändern, wenn sich die 3D-Drucktechnologie verbessert und die Nutzung breiter gefächert wird.
Es werden recycelbare Materialien verwendet
Die beim 3D-Druck verwendeten Filamente bestehen aus Thermoplast und obwohl dieses Material nicht das umweltfreundlichste ist, kann es in den meisten Fällen recycelt werden. Es gibt derzeit mehrere Maschinen auf dem Markt, die Thermoplaste – wie das Material aus fehlerhaften Prototypen – für die Verwendung in 3D-Druckern recyceln.
Dieser recycelte Kunststoff neigt jedoch dazu, brüchiger zu werden, je öfter man ihn recycelt, was Benutzer zögern lassen könnte, ihn auszuprobieren. Die Industrie arbeitet jedoch an der Verbesserung der Recyclingtechnologien.
Umweltfreundliche Materialien
(umweltfreundliches und biologisch abbaubares Hanffilament)
Ein weiterer Weg zu umweltfreundlicheren 3D-Druckverfahren hat sich in jüngster Zeit ebenfalls aufgetan. Er beinhaltet die Verwendung von biologisch abbaubaren und erneuerbaren pflanzlichen Quellen, im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien auf Erdölbasis.
Einer der beiden Hauptkunststoffe, die im 3D-Druck verwendet werden, stammt aus Mais. Polymilchsäure oder PLA-Filament ist biologisch abbaubar, erneuerbar, ungiftig und erzeugt wenig Abfall, was es zu einer beliebten Wahl in der Industrie gemacht hat. Während PLA aufgrund seiner eher niedrigen Schmelztemperatur für viele Anwendungen ungeeignet ist, entwickeln Unternehmen noch bessere erneuerbare Materialien.
Ingenieure am MIT haben kürzlich auch eine Methode entwickelt, um Zellulose als alternatives 3D-Druckmaterial zu verwenden, das ihrer Meinung nach stärker und wirtschaftlicher sein könnte als die heutigen standardmäßigen erdölbasierten Materialien. Die Forscher verwendeten Zelluloseacetat, fügten optional eine Natriumhydroxidbehandlung für zusätzliche Festigkeit hinzu und verwendeten einen Farbstoff mit antimikrobiellen Eigenschaften, was dieses Material für die Lebensmittel- und Gesundheitsbranche besonders interessant machen könnte.
Der Nachteil? Höherer Energieverbrauch
Die additive Fertigung hat sicherlich Potenzial im Umweltbereich, aber wir sind noch nicht ganz so weit. Der Hauptgrund? Der 3D-Druck verbraucht viel Energie.
Da viele Länder den größten Teil ihres Stroms immer noch aus fossilen Brennstoffen erzeugen, kann dies erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben.
Wird 3D-Druck umweltfreundlicher werden?
Da Forscher ständig an der Verbesserung von Materialien für den 3D-Druck arbeiten, ist es sicher zu sagen, dass der 3D-Druck schließlich umweltfreundlichere Methoden implementieren könnte.
Darüber hinaus werden die neuesten Innovationen in naher Zukunft sicherlich die Materialeffizienz, den Energieverbrauch und die Effektivität von 3D-Druckern verbessern. Der 3D-Druck hat definitiv noch einen langen Weg vor sich, aber er wird bleiben, insbesondere als nachhaltigere Fertigungsquelle. Wir können es kaum erwarten zu sehen, was kommt!
Quellen: 3ders.org, inhabitat.com, learn. plus, shapeways.com, 3dprint.com, library.ndsu.edu