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隨著材料開發(fā)商和3D打印公司不斷努力將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)，有一個(gè)因素越來(lái)越受到關(guān)注：可持續(xù)性。塑料公司也在考慮其活動(dòng)對(duì)地球的影響，并努力解決世界面臨的主要挑戰(zhàn)，如污染和氣候變化。材料制造商科思創(chuàng)打算通過塑造一個(gè)更加可持續(xù)和循環(huán)的未來(lái)，成為解決方案的一部分。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司與其他公司合作，因?yàn)樗幌嘈抛约嚎梢詥为?dú)做到這一點(diǎn)。

在這篇文章中我們將仔細(xì)探索科思創(chuàng)和3D打印機(jī)制造商JuggerBot 3D是如何通過更多的循環(huán)材料和制造系統(tǒng)以及回收戰(zhàn)略來(lái)體現(xiàn)這一使命的。在即將舉行的 "增材制造趨勢(shì)：打印高強(qiáng)度的復(fù)合材料" 網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，科思創(chuàng)和JuggerBot 3D還將進(jìn)一步探討可持續(xù)發(fā)展的話題。該在線活動(dòng)定于2021年5月20日美國(guó)東部時(shí)間上午11點(diǎn)舉行。

以不同方式思考廢物問題

塑料發(fā)明于20世紀(jì)初，自20世紀(jì)40年代開始大規(guī)模生產(chǎn)，如今已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢杀苊獾囊徊糠?，從食品包裝紙到汽車零部件。盡管塑料很方便，但它也帶來(lái)了特殊的挑戰(zhàn)。首先，這種無(wú)處不在的材料組很少能被生物降解，而且，正如2017年的一項(xiàng)科學(xué)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(chuàng)是一家材料公司，一直在增加其在增材制造行業(yè)的股份（最近收購(gòu)了帝斯曼樹脂和功能材料業(yè)務(wù)），正在采取積極的方法來(lái)解決這些問題。其戰(zhàn)略的基礎(chǔ)是形成一個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這種方法包括幾個(gè)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(tài)影響；以及新的生物基材料和回收技術(shù)。

改善塑料生產(chǎn)的可持續(xù)性的第一步是以不同的方式思考消費(fèi)和廢物。正如科思創(chuàng)所說，"取、造、廢 "的生產(chǎn)和消費(fèi)的線性經(jīng)濟(jì)在當(dāng)今世界是站不住腳的。幸運(yùn)的是，有幾種方法可以在增材制造和更廣泛的范圍內(nèi)實(shí)踐這種思維方式的改變：通過制造更持久的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中盡量減少浪費(fèi)，并盡可能回收利用。

除此之外，科思創(chuàng)公司還有一個(gè)目標(biāo)，即 "最大限度地利用有限的資源，以真正可持續(xù)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(chǎng)，以及為舊材料開發(fā)新的回收流程。

科思創(chuàng)指出，這些努力不可能單獨(dú)完成，并在努力促成許多公司和組織之間的合作，從而推動(dòng)全球可持續(xù)性發(fā)展。

生命周期評(píng)估的重要性

塑料增材制造向循環(huán)經(jīng)濟(jì)過渡的一個(gè)關(guān)鍵步驟是生命周期評(píng)估。生命周期評(píng)估測(cè)量和分析某種產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的影響--從生產(chǎn)到銷售，再到使用和其他。具體到增材制造，生命周期評(píng)估從原材料的提取開始，涵蓋隨后的每一個(gè)步驟，直到最后的處置或回收。這些評(píng)估對(duì)于了解一個(gè)公司的3D打印材料的影響以及為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定基礎(chǔ)至關(guān)重要。

例如，與JuggerBot 3D合作，科思創(chuàng)最近從帝斯曼收購(gòu)的增材制造業(yè)務(wù)對(duì)EcoPaXX? AM4001 GF (G)進(jìn)行了生命周期評(píng)估，這是一種玻璃纖維增強(qiáng)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(lái)源于蓖麻植物（在土地使用方面不與食物鏈競(jìng)爭(zhēng)），其特點(diǎn)是具有高模量和拉伸強(qiáng)度，以及出色的耐熱性和耐水解性。這種顆粒材料在設(shè)計(jì)上也易于加工，并具有良好的耐化學(xué)性和熱變形性（高達(dá)230?C）。該材料的應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)性輕質(zhì)汽車部件、夾具、醫(yī)療保健行業(yè)的產(chǎn)品等。

作為該材料的生命周期評(píng)估的一部分，科思創(chuàng)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(shù)。為了了解打印過程中產(chǎn)生的能源消耗，JuggerBot 3D公司在其Tradesman Series? P3-44上安裝了一個(gè)功率計(jì)，這是一種基于顆粒的大型3D打印機(jī)。生命周期評(píng)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?gòu)U物

從生命周期評(píng)估中獲得的知識(shí)對(duì)于尋求最大限度地減少其生態(tài)影響的產(chǎn)品開發(fā)商和制造商來(lái)說是非常寶貴的。但是，公司還可以采取其他措施來(lái)減少其碳足跡。TA系統(tǒng)公司就是一個(gè)例子，該公司是一家為汽車行業(yè)提供自動(dòng)化裝配線和生產(chǎn)設(shè)備的美國(guó)生產(chǎn)商，利用科思創(chuàng)（原帝斯曼）增材制造和JuggerBot 3D成功地將交貨時(shí)間和材料浪費(fèi)減少了50%。

TA系統(tǒng)公司的主要目標(biāo)是改善關(guān)鍵裝配線零件的生產(chǎn)，同時(shí)通過改用增材制造來(lái)減少減材制造造成的材料浪費(fèi)。同時(shí)，該公司有興趣挑戰(zhàn)增材材料比減材材料脆弱和不堅(jiān)固的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

在與科思創(chuàng)（原帝斯曼）增材制造公司和JuggerBot 3D公司的合作中，該公司改進(jìn)了零件嵌套的生產(chǎn)，這些零件嵌套的作用是在裝配線上移動(dòng)時(shí)固定零件總成，如儀表板。它們通常是用CNC數(shù)控加工生產(chǎn)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(jié)合導(dǎo)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(yè)級(jí)材料的激增，TA系統(tǒng)公司看到了簡(jiǎn)化和改善其生產(chǎn)工作流程的機(jī)會(huì)。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(fèi)（高達(dá)50%），并縮短了交貨時(shí)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(xiàn)在是回收利用的時(shí)候了

在實(shí)現(xiàn)更多可持續(xù)性的配方中，另一個(gè)重要成分是回收。科思創(chuàng)公司正在通過開發(fā)回收技術(shù)來(lái)解決這一問題，這些技術(shù)將賦予廢舊塑料以新的生命，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。特別是，該公司專注于推進(jìn)化學(xué)回收，這是一項(xiàng)新興的技術(shù)，可以分解塑料廢棄物，創(chuàng)造可用于生產(chǎn)新塑料的二級(jí)原料。

值得注意的是，科思創(chuàng)是 "終結(jié)塑料垃圾聯(lián)盟 "的一部分，這是一個(gè)成立于2019年的非營(yíng)利組織，旨在 "開發(fā)、部署和推廣減少、重復(fù)使用和回收塑料垃圾的解決方案"?？扑紕?chuàng)公司首席執(zhí)行官M(fèi)arkus Steilemann博士在談到這一倡議時(shí)說："在科思創(chuàng)，我們相信塑料具有極大價(jià)值，不應(yīng)該最終進(jìn)入環(huán)境。所有廢物都應(yīng)被視為一種資源。我們相信，這個(gè)聯(lián)盟是一個(gè)里程碑，它將推動(dòng)創(chuàng)新、發(fā)展戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，并將廢物轉(zhuǎn)化為價(jià)值的概念融入經(jīng)濟(jì)可行的可持續(xù)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(duì)塑料的環(huán)境影響的深刻理解，將有助于創(chuàng)建一個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，而這又將為塑料行業(yè)的可持續(xù)未來(lái)鋪平道路。直接減少材料浪費(fèi)的3D打印在這一緊迫任務(wù)中具有巨大的潛力。更多濾芯膠請(qǐng)?jiān)L問www.www.gtpgruppo.com