Ancora su economia circolare e stampa 3d

Nel tentativo di prevenire il collasso totale del nostro ecosistema naturale, possiamo lavorare per costruire un ecosistema circolare di produzione e consumo di beni. L’obiettivo di un’economia circolare è di non produrre rifiuti e di non avere alcun impatto negativo sul nostro ecosistema.

Al momento, abbiamo piccoli accenni a un’economia circolare nello spazio della produzione additiva (AM) sotto forma di materie prime riciclate e riciclatori di materie prime.

Materie prime riciclate
Sul mercato, è già possibile acquistare filamenti per stampa 3D da un numero di marchi, tra cui Innofil3D (ora una società BASF), 3D Fuel e altri . Queste aziende producono filamenti realizzati con prodotti di scarto. Mentre l’ABS viene riciclato da parti di automobili, il PET viene riciclato da bottiglie di plastica e gli HIPS possono essere recuperati dai vecchi frigoriferi.

3D Fuel è una delle aziende più importanti nello spazio grazie alla vasta gamma di plastica a base di rifiuti che produce. Ciò include i sottoprodotti di scarto delle industrie della birra, del cotone e del caffè, nonché il biochar derivato dalla pirolisi dei rifiuti di discarica. Tutti questi materiali vengono quindi combinati con il PLA NatureWorks per dare una seconda vita a ciò che altrimenti marcirebbe in pile giganti da qualche parte.

Poiché molti filamenti di stampa 3D desktop sono pensati per macchine a basso costo, potrebbe essere sicuro affermare che ciò aiuta a compensare i rifiuti prodotti per la prototipazione e la modellazione visiva. In generale, la stampa 3D è ancora utilizzata per queste applicazioni, anche se è in atto un passaggio alla produzione. Poiché la tecnologia viene utilizzata per la produzione di parti terminali, tuttavia, è importante comprendere la riusabilità dei materiali nei sistemi di produzione.

HP, ad esempio, offre numerosi materiali riutilizzabili dal 70 all’80 percento. Nelle tecnologie di fusione a letto di polvere, non tutta la polvere non stampata di un edificio può essere riutilizzata a causa dell’esposizione alla fonte di sinterizzazione / fusione. Nel caso dei materiali HP, tale importo è limitato al 20-30%.

Riciclatori di materie prime
I materiali summenzionati sono ovviamente una piccola parte delle possibilità di produzione con materie prime riciclate. Un ulteriore passo avanti è l’uso di riciclatori di materiali che possono essere utilizzati per distruggere la plastica usata e trasformarla in un nuovo filamento utilizzabile. Coloro che hanno accesso alle stampanti 3D di estrusione possono costruire riciclatori come RecycleBot della Michigan Tech a casa o acquistare un sistema come Filabot o Felfil Evo .

Vi sono valide argomentazioni sul fatto che un tale sistema possa esistere o meno nella società industrializzata a causa della natura distruttiva del riciclaggio. I rifiuti che vengono riciclati possono essere sottoposti a tale processo solo un determinato numero di volte prima che la loro qualità sia troppo bassa per un riutilizzo continuo. Secondo una ricerca del gruppo MOST (Open Sustainability Technology) della Michigan Technical University , il filamento di plastica riciclata può durare solo cinque cicli di riciclaggio prima che diventi inutilizzabile.

Tuttavia, il gruppo MOST sta cercando di superare questi problemi. Il laboratorio sta lavorando per migliorare la qualità della materia prima di plastica riciclata sostituendo un estrusore di filamenti di plastica con una tramoggia per la lavorazione della plastica triturata. La ricerca ha dimostrato che ABS, PET e PP riciclati avevano una resistenza alla trazione simile ai filamenti di plastica vergine. Il PLA, tuttavia, era più debole del 2,5%.

Economia circolare
Se fossimo in grado di mantenere la qualità durante il riciclaggio, possiamo immaginare come la stampa 3D potrebbe diventare un processo di produzione preferito per un’economia circolare. In una forma di ciò che il laboratorio MOST chiama ” simbiosi industriale ” , i sottoprodotti di scarto di un sito di produzione potrebbero essere utilizzati come materia prima per i materiali.

Mentre altre tecnologie di produzione potrebbero essere implementate in uno scenario simile, la stampa 3D ha il vantaggio di produrre meno rifiuti di materiali rispetto alle tecnologie sottrattive come la lavorazione CNC . Ha anche il vantaggio di fabbricare oggetti su richiesta a costi contenuti, eliminando la necessità di immagazzinare merci extra realizzate con tecnologie di produzione di massa come lo stampaggio ad iniezione .

Il gruppo MOST ha descritto in dettaglio le possibilità di un parco eco-industriale simbiotico utilizzato per fabbricare pannelli solari in uno studio . I calcoli hanno suggerito che l’uso delle materie prime potrebbe essere ridotto di 30.000 tonnellate all’anno e l’uso incarnato dell’energia potrebbe essere ridotto di 220.000 GJ all’anno.

Per la sostenibilità della rivista , un team di ricercatori britannici ha tentato di concepire un modo per incorporare una serie di tecnologie emergenti, tra cui AM , in un modello economico circolare. Usando la produzione di scarpe come esempio, il team ha illustrato la produzione di scarpe in un’economia circolare in questo modo:

“Il design di questa coppia di trainer consente nuovi modelli di business dirompenti, come l’offerta di trainer come servizio attraverso un modello di abbonamento. Questo modello fornisce un servizio personalizzato se gli istruttori devono essere riparati, mantenuti o devono essere sostituiti, poiché il corpo principale si stacca dalla suola con un giunto meccanico. Inoltre, i trainer saranno prodotti nei negozi locali. Il modello include anche l’uso di altre tecnologie come la possibilità di scansionare il piede per produrre ogni trainer su misura e un’applicazione di realtà aumentata per provare virtualmente i trainer. Queste tecnologie consentiranno la produzione personalizzata di formatori evitando un surplus di prodotti invenduti e utilizzando la minima quantità di materiale. “

Questo secondo esempio in particolare (al contrario del parco solare previsto dal laboratorio MOST) soffre di una mancanza di immaginazione, in quanto tenta di mantenere il più possibile la nostra attuale società globale. Il nostro attuale ordine economico, sociale e tecnologico è ciò che ha generato tutte le crisi ecologiche che stiamo affrontando in primo luogo.

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