3D-Druck und rezyklierte Materialien

Die 3D-Druckindustrie verwendet eine Vielzahl von Materialien, aber es wird geschätzt, dass derzeit weniger als 10 % dieser Materialien recycelt werden. Es gibt recycelbare Materialien für den 3D-Druck, vor allem Thermoplaste. Die 3D-Druckindustrie hat die Möglichkeit, noch nachhaltiger zu werden, denn es wird davon ausgegangen, dass 40-60 % der 3D-Druckerzeugnisse recycelt werden können. 

Dieser Artikel befasst sich mit 3D-Druck und recycelten Materialien, umweltfreundlichem Filament und 3D-Druck aus recycelten Materialien. .......

Umweltfreundliches 3D-Druck-Filament wird aus nachhaltigen Materialien hergestellt. Diese Materialien sind biologisch abbaubar und erfordern keinen Einsatz gefährlicher Chemikalien. Darüber hinaus sind sie auch erneuerbar und können recycelt werden. Zu diesen recycelbaren Filamenten gehören:

• PLA (Polymilchsäure): PLA ist ein Biokunststoff, der aus erneuerbaren Ressourcen wie Maisstärke, Zuckerrohr und Tapiokawurzeln gewonnen wird. Es handelt sich um ein recycelbares Material, das abgebaut und wiederverwendet werden kann.
• PETG (Polyethylenterephthalat, glykolmodifiziert): PETG ist ein wiederverwertbarer Thermoplast, der zu neuen Filamenten recycelt werden kann, was ihn zu einer ausgezeichneten Wahl für den umweltfreundlichen 3D-Druck macht.
• PC-ABS (Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol): PC-ABS ist eine recycelbare Mischung aus zwei Kunststoffen, ABS und Polycarbonat. Es handelt sich um ein umweltfreundliches und langlebiges Material, das recycelt werden kann.
• Nylon: Nylon ist ein recycelbarer Thermoplast mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Es wird häufig für den 3D-Druck verwendet, da es stark und leicht ist.
• HIPS (hochschlagfestes Polystyrol): HIPS ist ein amorpher Thermoplast, der für Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen verwendet wird. Es wird als Standardmaterial eingestuft und bietet einfache Verarbeitung, hohe Festigkeit und Steifigkeit.
• PP (Polypropylen): Polypropylen (PP) ist einer der am häufigsten verwendeten Thermoplaste der Welt. 
• PVA (Polyvinylalkohol): Poly ist ein wasserlösliches synthetisches Polymer. Es hat die idealisierte Formel [CH₂CH]ₙ. Es wird bei der Papierherstellung, beim Schlichten von Textilien und als Verdickungsmittel und Emulsionsstabilisator beim 3D-Druck verwendet.
• TPU (Thermoplastisches Polyurethan): Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein schmelzverarbeitbares thermoplastisches Elastomer mit hoher Haltbarkeit und Flexibilität. Es hat die Eigenschaften von Kunststoff und Gummi und weist daher Eigenschaften wie Haltbarkeit, Flexibilität und ausgezeichnete Zugfestigkeit auf.
• Filamente auf Metallbasis: Metallgefüllte Filamente enthalten fein gemahlenes Metallpulver wie Kupfer, Bronze, Messing und Edelstahl. Der prozentuale Anteil des Metallpulvers in den einzelnen Filamenten kann variieren. Dieses Metallpulver macht das Filament viel schwerer und oft robuster als herkömmliche Kunststoffe. 
• BambooFill: BambooFill besteht zu 80% aus biologisch abbaubarem PLA-Filament und zu 20% aus recycelten Bambusfasern. BambooFill bietet ein leichtes, stabiles, bambusähnliches Gefühl, das für viele 3D-Druckanwendungen verwendet werden kann.
• WoodFill: Filamente auf Holzbasis sind in der Regel ein Verbundwerkstoff, der ein PLA-Grundmaterial mit Holzstaub, Kork und anderen pulverförmigen Holzderivaten kombiniert. Normalerweise besteht das Filament zu etwa 30 % aus Holzpartikeln.
• Papierzellstoff: Für den 3D-Druck wird Papierzellstoff mit einem natürlichen Bindemittel gemischt. Diese leicht zähflüssige Zellstofflösung wird durch einen Schlauch gepumpt und dann wie bei jedem anderen 3D-Drucker auf das Druckbett aufgetragen.
• Filamente auf Pflanzenbasis: In letzter Zeit wurden viele Filamente auf Pflanzenbasis entwickelt, darunter Materialien auf Soja-, Algen- und Seetangbasis.

Es gibt zwei grundlegende Arten von Kunststoffen: Duroplaste und Thermoplaste. Thermoplastische Kunststoffe können geschmolzen und umgeformt werden. Thermoplastische Kunststoffe gehen beim Aushärten keine chemischen Bindungen ein, wodurch sie wiederverformbar und recycelbar sind. Duroplaste werden durch Photopolymerisationsverfahren mit ultraviolettem Licht ausgehärtet. Duroplaste können nicht geschmolzen und durch Erhitzen umgeformt werden, wenn sie einmal verfestigt sind. Duroplaste verfestigen sich beim Aushärten, bilden aber chemische Bindungen, die ein Umschmelzen unmöglich machen. Der 3D-Drucksektor geht zu mehr thermoplastischen und anderen recycelbaren Materialien über.

Duroplastische Materialien:

• Melamin
• Epoxid
• Polyester
• Silikon
• Harnstoff-Formaldehyd
• Polyurethan
• Polytetrafluorethylen (PTFE)
• Polyvinylidenfluorid (PVDF)
   

Thermoplastische Werkstoffe:

• ABS
• Acryl (PMMA)
• Polyvinylchlorid (PVC)
• Nylon
• Polypropylen (PP)
• Polycarbonat (PC)
• Acetal-Copolymer Polyoxymethylen (POM-C)
• Acetal-Homopolymer Polyoxymethylen (POM-H)

Der 3D-Druck ist eine revolutionäre Technologie, die das Potenzial hat, viele Branchen zu revolutionieren. Da der 3D-Druck immer fortschrittlicher wird, ist es zunehmend möglich, Objekte aus recycelten Materialien wie Kunststoffen, Baumaterialien und mehr zu drucken. Die Verwendung von recycelten Materialien für den 3D-Druck ist eine großartige Möglichkeit, Abfall und Umweltbelastung zu reduzieren und gleichzeitig einzigartige, individuelle Objekte zu erstellen.

Recycelte Kunststoffe gehören zu den beliebtesten Materialien für den 3D-Druck. Viele Unternehmen bieten inzwischen 3D-Druckdienste an, bei denen recycelte Kunststoffe zur Herstellung individueller Objekte verwendet werden. Dies ist eine gute Möglichkeit, die Menge an Kunststoffabfällen auf den Mülldeponien zu reduzieren und trotzdem individuelle Objekte zu erstellen. Auch Baumaterialien wie Beton und Holz können für den 3D-Druck verwendet werden. Unternehmen bieten 3D-Druckdienste an, bei denen recycelte Baumaterialien für die Herstellung individueller Objekte verwendet werden. Dies ist eine großartige Möglichkeit, Materialien zu verwenden, die sonst weggeworfen würden, und dennoch einzigartige Objekte zu schaffen.

Neben Kunststoffen und Baumaterialien können auch andere Materialien wie Metalle, Holzprodukte und pflanzliche Materialien für den 3D-Druck verwendet werden. Insgesamt ist der 3D-Druck aus recycelten Materialien eine großartige Möglichkeit, Abfall und Umweltbelastung zu reduzieren und gleichzeitig einzigartige, individuelle Objekte zu schaffen. Da der 3D-Druck immer fortschrittlicher wird, sind die Möglichkeiten endlos.

Misslungene 3D-Drucke machen mehr als 80 % des 3D-Druckabfalls aus. Solche Fehler können viele Ursachen haben - von minderwertigem Filament über Probleme mit der Haftung des Druckbetts bis hin zu Schneidefehlern und Hardwarefehlern. Die Recycelbarkeit misslungener 3D-Drucke ist eine Chance, da die beiden beliebtesten 3D-Druckerfilamente, ABS und PLA, von den meisten kommunalen Recyclingzentren nicht recycelt werden.

Das Problem besteht darin, dass sowohl ABS als auch PLA nach den ASTM International Resin Identifier Codes als Typ 7 oder Sonstige" eingestuft sind, die in der Regel nicht von kommunalen Programmen verarbeitet werden. Folglich können wir misslungene Drucke nicht einfach in die Recyclingtonne werfen und erwarten, dass sie recycelt werden.

Polypropylen (PP)-Filament wird in der Regel nicht für den 3D-Druck verwendet, da es sich aufgrund seiner teilkristallinen Beschaffenheit beim Abkühlen stark verzieht. Die wenigen Mutigen, die mit PP drucken, können es in einigen Gemeinden recyceln.

Fast alle anderen Arten von Druckerfilamenten (einschließlich Nylon und Polycarbonat) werden wie ABS und PLA ebenfalls als Typ 7 eingestuft, so dass typische Kunststoffrecyclinganlagen sie normalerweise nicht verarbeiten. Daher werden Recyclinganlagen zusätzliche Ressourcen benötigen, um diese Materialien zu erfassen und die Umweltverträglichkeit des 3D-Drucksektors insgesamt zu verbessern.