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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，有一個因素越來越受到關注：可持續(xù)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(zhàn)，如污染和氣候變化。材料制造商科思創(chuàng)打算通過塑造一個更加可持續(xù)和循環(huán)的未來，成為解決方案的一部分。為了實現(xiàn)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(chuàng)和3D打印機制造商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)略來體現(xiàn)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(wǎng)絡研討會上，科思創(chuàng)和JuggerBot 3D還將進一步探討可持續(xù)發(fā)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(fā)明于20世紀初，自20世紀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，但它也帶來了特殊的挑戰(zhàn)。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(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（最近收購了帝斯曼樹脂和功能材料業(yè)務），正在采取積極的方法來解決這些問題。其戰(zhàn)略的基礎是形成一個循環(huán)經(jīng)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(tài)影響；以及新的生物基材料和回收技術。

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和廢物。正如科思創(chuàng)所說，"取、造、廢 "的生產(chǎn)和消費的線性經(jīng)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(nèi)實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，并盡可能回收利用。

除此之外，科思創(chuàng)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(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，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(xù)性發(fā)展。

生命周期評估的重要性

塑料增材制造向循環(huán)經(jīng)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(chǎn)品在整個生命周期中對環(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(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定基礎至關重要。

例如，與JuggerBot 3D合作，科思創(chuàng)最近從帝斯曼收購的增材制造業(yè)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(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。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(tài)影響的產(chǎn)品開發(fā)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(tǒng)公司就是一個例子，該公司是一家為汽車行業(yè)提供自動化裝配線和生產(chǎn)設備的美國生產(chǎn)商，利用科思創(chuàng)（原帝斯曼）增材制造和JuggerBot 3D成功地將交貨時間和材料浪費減少了50%。

TA系統(tǒng)公司的主要目標是改善關鍵裝配線零件的生產(chǎn)，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(zhàn)增材材料比減材材料脆弱和不堅固的傳統(tǒng)觀點。

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時固定零件總成，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(yè)級材料的激增，TA系統(tǒng)公司看到了簡化和改善其生產(chǎn)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(xiàn)在是回收利用的時候了

在實現(xiàn)更多可持續(xù)性的配方中，另一個重要成分是回收。科思創(chuàng)公司正在通過開發(fā)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(xiàn)循環(huán)經(jīng)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(chuàng)造可用于生產(chǎn)新塑料的二級原料。

值得注意的是，科思創(chuàng)是 "終結塑料垃圾聯(lián)盟 "的一部分，這是一個成立于2019年的非營利組織，旨在 "開發(fā)、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?chuàng)公司首席執(zhí)行官Markus Steilemann博士在談到這一倡議時說："在科思創(chuàng)，我們相信塑料具有極大價值，不應該最終進入環(huán)境。所有廢物都應被視為一種資源。我們相信，這個聯(lián)盟是一個里程碑，它將推動創(chuàng)新、發(fā)展戰(zhàn)略伙伴關系，并將廢物轉化為價值的概念融入經(jīng)濟可行的可持續(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塑料的環(huán)境影響的深刻理解，將有助于創(chuàng)建一個循環(huán)經(jīng)濟，而這又將為塑料行業(yè)的可持續(xù)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.jbmtpc.com