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JuggerBot 3D與科思創合作,實現更可持續的增材制造

2021/5/13 16:04:20??????點擊:

隨著材料開發商和3D打印公司不斷努力將新產品推向市場,有一個因素越來越受到關注:可持續性。塑料公司也在考慮其活動對地球的影響,并努力解決世界面臨的主要挑戰,如污染和氣候變化。材料制造商科思創打算通過塑造一個更加可持續和循環的未來,成為解決方案的一部分。為了實現這一目標,該公司與其他公司合作,因為它不相信自己可以單獨做到這一點。


在這篇文章中我們將仔細探索科思創和3D打印機制造商JuggerBot 3D是如何通過更多的循環材料和制造系統以及回收戰略來體現這一使命的。在即將舉行的 "增材制造趨勢:打印高強度的復合材料" 網絡研討會上,科思創和JuggerBot 3D還將進一步探討可持續發展的話題。該在線活動定于2021年5月20日美國東部時間上午11點舉行。


以不同方式思考廢物問題

塑料發明于20世紀初,自20世紀40年代開始大規模生產,如今已成為我們日常生活中不可避免的一部分,從食品包裝紙到汽車零部件。盡管塑料很方便,但它也帶來了特殊的挑戰。首先,這種無處不在的材料組很少能被生物降解,而且,正如2017年的一項科學研究所揭示的那樣,幾乎不能被回收--1950年至2015年之間的所有塑料中只有9%被回收。


科思創是一家材料公司,一直在增加其在增材制造行業的股份(最近收購了帝斯曼樹脂和功能材料業務),正在采取積極的方法來解決這些問題。其戰略的基礎是形成一個循環經濟。這種方法包括幾個部分:思維方式的改變;充分了解材料的生命周期,包括3D打印的生態影響;以及新的生物基材料和回收技術。



改善塑料生產的可持續性的第一步是以不同的方式思考消費和廢物。正如科思創所說,"取、造、廢 "的生產和消費的線性經濟在當今世界是站不住腳的。幸運的是,有幾種方法可以在增材制造和更廣泛的范圍內實踐這種思維方式的改變:通過制造更持久的產品,在生產過程中盡量減少浪費,并盡可能回收利用。


除此之外,科思創公司還有一個目標,即 "最大限度地利用有限的資源,以真正可持續的、氣候中立的方式制造塑料;使用替代原料和可再生能源"。這涉及到將用于3D打印的部分生物基聚合物推向市場,以及為舊材料開發新的回收流程。


科思創指出,這些努力不可能單獨完成,并在努力促成許多公司和組織之間的合作,從而推動全球可持續性發展。


生命周期評估的重要性


塑料增材制造向循環經濟過渡的一個關鍵步驟是生命周期評估。生命周期評估測量和分析某種產品在整個生命周期中對環境的影響--從生產到銷售,再到使用和其他。具體到增材制造,生命周期評估從原材料的提取開始,涵蓋隨后的每一個步驟,直到最后的處置或回收。這些評估對于了解一個公司的3D打印材料的影響以及為可持續發展戰略奠定基礎至關重要。



例如,與JuggerBot 3D合作,科思創最近從帝斯曼收購的增材制造業務對EcoPaXX? AM4001 GF (G)進行了生命周期評估,這是一種玻璃纖維增強的42%生物基PA410聚合物,用于熔融顆粒制造(FGF)3D打印。該材料部分來源于蓖麻植物(在土地使用方面不與食物鏈競爭),其特點是具有高模量和拉伸強度,以及出色的耐熱性和耐水解性。這種顆粒材料在設計上也易于加工,并具有良好的耐化學性和熱變形性(高達230?C)。該材料的應用包括結構性輕質汽車部件、夾具、醫療保健行業的產品等。


作為該材料的生命周期評估的一部分,科思創不僅考察了EcoPaXX? AM4001 GF(G)材料,還考察了用于加工該材料JuggerBot的3D打印技術。為了了解打印過程中產生的能源消耗,JuggerBot 3D公司在其Tradesman Series? P3-44上安裝了一個功率計,這是一種基于顆粒的大型3D打印機。生命周期評估最終顯示,與未填充的PA6相比,EcoPaXX AM4001 GF(G)的碳足跡減少了約35%。


以增材制造的方式減少廢物

從生命周期評估中獲得的知識對于尋求最大限度地減少其生態影響的產品開發商和制造商來說是非常寶貴的。但是,公司還可以采取其他措施來減少其碳足跡。TA系統公司就是一個例子,該公司是一家為汽車行業提供自動化裝配線和生產設備的美國生產商,利用科思創(原帝斯曼)增材制造和JuggerBot 3D成功地將交貨時間和材料浪費減少了50%。


TA系統公司的主要目標是改善關鍵裝配線零件的生產,同時通過改用增材制造來減少減材制造造成的材料浪費。同時,該公司有興趣挑戰增材材料比減材材料脆弱和不堅固的傳統觀點。



在與科思創(原帝斯曼)增材制造公司和JuggerBot 3D公司的合作中,該公司改進了零件嵌套的生產,這些零件嵌套的作用是在裝配線上移動時固定零件總成,如儀表板。它們通常是用CNC數控加工生產的,由超高分子量聚乙烯或鋁等聚合物材料制成。然而,材料和減材的結合導致了材料和成本方面的低效率。


隨著用于增材制造的功能性工業級材料的激增,TA系統公司看到了簡化和改善其生產工作流程的機會。最終,該公司采用了JuggerBot 3D公司的Tradesman Series? P3-44和EcoPaXX?材料,大大減少了浪費(高達50%),并縮短了交貨時間。


這主要是由于3D打印的特性,它逐層建立物體,而不是通過切割原材料塊。


現在是回收利用的時候了

在實現更多可持續性的配方中,另一個重要成分是回收??扑紕摴菊谕ㄟ^開發回收技術來解決這一問題,這些技術將賦予廢舊塑料以新的生命,并進一步實現循環經濟的目標。特別是,該公司專注于推進化學回收,這是一項新興的技術,可以分解塑料廢棄物,創造可用于生產新塑料的二級原料。


值得注意的是,科思創是 "終結塑料垃圾聯盟 "的一部分,這是一個成立于2019年的非營利組織,旨在 "開發、部署和推廣減少、重復使用和回收塑料垃圾的解決方案"??扑紕摴臼紫瘓绦泄費arkus Steilemann博士在談到這一倡議時說:"在科思創,我們相信塑料具有極大價值,不應該最終進入環境。所有廢物都應被視為一種資源。我們相信,這個聯盟是一個里程碑,它將推動創新、發展戰略伙伴關系,并將廢物轉化為價值的概念融入經濟可行的可持續解決方案?!?


最終,回收利用、生物衍生材料、廢物最小化以及人們對塑料的環境影響的深刻理解,將有助于創建一個循環經濟,而這又將為塑料行業的可持續未來鋪平道路。直接減少材料浪費的3D打印在這一緊迫任務中具有巨大的潛力。更多濾芯膠請訪問www.www.click4cv.com