Mit weniger Materialverlust produzieren. Nachhaltiger Bauen und Wohnen mit innovativen, additiven Fertigungstechnologien in der Bauindustrie oder das Recyceln alter Plastikflaschen für die Herstellung von Filamenten. Die Möglichkeiten des 3D-Drucks zum Umweltschutz sind groß. Auf dieser Seite berichten wir über Forschungen, Studien und interessante Projekte aus diesem Bereich.
Der 3D-Druck wird schon seit vielen Jahren in unterschiedlichsten Industrie-Bereichen eingesetzt. Diese Technologie ist ungeheuer praktisch ist, wenn es um die Produktion von Prototypen geht. Ein 3D-Modell des Produkts entsteht nach genauen Berechnungen ohne viel Aufwand und in kürzester Zeit. So werden 3D-Drucker bereits zur Serienfertigung eingesetzt, etwa in der Automobilindustrie, in der Raumfahrt oder Medizintechnik. Deshalb ist es nicht wunderlich, dass der 3D-Druck auch im Umweltschutz zum Einsatz kommt.
Technikbegeisterte Stimmen loben die additive Fertigung aus vielen Gründen. Eines davon ist, dass es praktisch keinen Materialverlust bei der Fertigung mit 3D-Druck gibt. Hier müssen keine Formen hergestellt oder irgendwas herausgelöst werden. Es kann alles problemlos gefertigt werden, was sich früher nicht mehr lohnte, da der 3D-Druck bei Bedarf auch für nur ein einzelnes Stück angewendet werden kann. Im großen Markt der Ersatzteile eröffnet dies außerordentliche Möglichkeiten. Bruchempfindliche Kunststoff-Kleinteile lassen sich so leichter austauschen, Elektrogeräte können leichter repariert werden und es gibt noch viele andere Anwendungsmöglichkeiten. Um es präziser zu sagen: Es wird das gedruckt, was gebraucht wird. So lassen sich Verschleiß und unnötige Verschwendung stoppen.
Bereits heute gibt es Häuser aus dem 3D-Drucker, in welchen sich nachhaltiger wohnen lässt und mit welchen die Umwelt zu schonen. Zudem werden immer neue 3D-Drucktechnologien entwickelt, die es zum Ziel haben, recycelte Abfälle beim 3D-Druck einzusetzen. So können menschliche, pflanzliche, tierische und andere Abfälle dazu benutzt werden, um 3D-Druckobjekte herzustellen. Auf diese Weise lässt sich ein gewaltiger Beitrag zum Umweltschutz leisten. Die US-Army möchte beispielsweise mit recycelten Plastikflaschen für 3D-Druck die eigenen Versorgungsengpässe verhindern.
Allein die Tatsache, dass beim 3D-Druck kaum Material verschwendet wird, was nicht gerade der Fall bei herkömmlichen Herstellungsmethoden ist, kann nur mit einer Steigerung der Beliebtheit der additiven Fertigungstechnologie resultieren. Wie jede neue Technologie hat aber auch diese einige schlechte Seiten. Es wird natürlich Beispiele geben, wo auch unnütze Dinge gedruckt werden, die am Ende niemand gebrauchen wird. Jetzt liegt es an der Menschheit, nur das Beste aus dem 3D-Druck für den Umweltschutz herauszuziehen. Auf dieser Seite erhalten Sie aktuelle Informationen über den positiven Einfluss der 3D-Drucker auf den Umweltschutz bzw. über den aktiven Einsatz der 3D-Drucktechnologie im Umweltschutz.
Forschern der Arbeitsgruppe „Biobasierte Biologische Werkstoffe“ der Hochschule Bremen ist die Herstellung von Kunststoff aus Baumwolle gelungen. Der Kunststoff soll sich auch für den 3D-Druck eignen. Auf die Idee für das Verfahren kamen die Bremer Forscher, weil immer mehr Menschen Kleidung wegschmeißen als zu reparieren. Diese Baumwolle lässt sich sinnvoll nutzen – zum Beispiel für den wachsenden Bedarf an 3D-Druck-Material.
Der Konzeptreifen Oxygene vom US-Reifenhersteller Goodyear wurde am Genfer Autosalon präsentiert. Mit Photosynthese soll der im Inneren mit Moos befüllte Reifen, der mit Gummipulver aus recycelten Reifen mit Hilfe eines 3D-Druckers hergestellt wurde, Sauerstoff herstellen und dazu beitragen, die Städte mit sauberer Luft zu versorgen. Wir stellen den Goodyear Oxygene einmal genauer vor.
Plastikflaschen, Plastikverpackungen, Tragetaschen aus Plastik. Plastik ist heute aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Plastik ist auch praktisch, aber leider äußerst schlecht für die Umwelt. Wir gehen viel zu sorglos mit Plastik um. So gibt es bereits viele Organisationen, die sich für besseres Recycling bei Plastik einsetzen. Wie auch die folgende Organisation, die uns unseren verschwenderischen Umgang mit Plastik mit einer riesigen Madonna-Statue aus dem 3D-Drucker aufzeigen will.
Wichtige Probleme lösen, das ist das Ziel der „EnduroKiwis“ – ein Team angehender Ingenieure der University of Canterbury in Neuseeland. Der jetzt mit einem 3D-Drucker hergestellte Titan-Motor wird ein Bestandteil des vollständig recycelbaren Öko-Autos der Studenten, mit dem sie im letzten Jahr bereits den begehrten Eco Marathon ihrer Universität gewinnen konnten. Mit dem neuen 3D-gedruckten Motor aus Titan möchten die Studenten jetzt beim nächsten großen Wettbewerb gewinnen.
Die Schüler des Gymnasiums in Bad Zwischenahn (Niedersachsen) haben gleich mehrfach am Jugend forscht-Wettbewerb in Emden teilgenommen. Und sie wurden mit mehreren guten Plätzen belohnt. Mit dabei war auch ein Feinstaubsensor, der mithilfe eines 3D-Druckers entstand und gerade einmal 50 Euro kostet.
An der Anglerfachmesse CarpExpo wurde letztes Wochenende eine innovative Idee des Start-ups Fishstone vorgestellt. Ein modernes Montagesystem zum Angeln, mit Steinen aus dem 3D-Drucker. Die Steine sind in verschiedenen Varianten für verschiedene Untergründe vorhanden. Das Interesse der Besucher an dem umweltfreundlichen System war groß.
Viele Probleme, von Menschenhand verursacht, wie zum Beispiel Pestizide, sorgen dafür, dass immer mehr Bienenarten sterben. Um die Bienenpopulation zu schützen und deren Fortpflanzung zu unterstützen, hat der Designer Michael Candy ein Projekt entwickelt, bei dem die Bestäubung mit Hilfe 3D-gedruckter Roboterblumen gefördert und so zur Brut der Bienen animiert werden sollen.
Schnurrhaare von semi-aquatischen Säugetieren sind nicht nur niedlich, sie helfen den Tieren vor allem beim Aufspüren ihrer Beute und damit beim Überleben. 3D-gedruckte Sensoren von Forschern der Jeju Universität ahmen solche Schnurrhaare der Seerobben nun nach. Dadurch erhofft sich das Forscherteam, Unterwasserrobotern künftig eine bessere Positionssteuerung zu ermöglichen und dient auch dem Umweltschutz und Erhalt der Ökologie unserer Weltmeere.
Das US Start-up Smart Cups macht sich gerade mit seinen gleichnamigen Bechern einen Namen, Die gedruckten Becher oder Tassen werden am Boden über Mikrokapseln mit Vitaminen und Mineralstoffen angereichert und sollen mit alleiniger Zugabe von Wasser für einen Energieboost sorgen. Der ehrgeizige Ziel des Unternehmens ist es, die Getränkeindustrie von Grund auf zu revolutionieren. Helfen soll dabei auch – oder vor allem – der 3D-Druck.
Der 3D-Druck war den Gründern des Startups Farmshelf sehr nützlich, als es darum ging, ein autonomes System für die urbane Landwirtschaft zu entwickeln. Sie sparten Zeit und Geld beim Prototyping und der Produktentwicklung. Zum Einsatz kam der 3D-Drucker Ultimaker 2+. Wir haben und die Geschichte der Gründer angesehen und präsentieren ihre Success Story.
Der Klimawandel ist ein Thema, das uns alle angeht. An der Klimakonferenz in Paris wurden Klimaziele vereinbart, die nicht jedes Land bedingungslos einzuhalten scheint. Die britische Aktivistengruppe PlanB hat mit einer „No-Snow-Schneekugel“ aus dem 3D-Drucker die Premierministerin Theresa May aufgefordert, das Kohlenstoffziel einzuhalten.
Die Verwertung von Abfall ist in fast jedem Land ein Problem, denn wir gehen viel zu sorglos mit unserem Müll um. An einer Universität in Indien startet ein 3D- und 4D-Kurs zum Thema Abfallverwertung mit der additiven Fertigung. Ein Expertenteam entwickelte außerdem ein neues 3D-Druckfilament, das sehr viel günstiger ist als vergleichbare Filamente.
Die Niederlande ist wieder um ein 3D-gedrucktes Objekt reicher. Nach der Fahrradbrücke in Gemert, 3D-gedruckten Sofas im Zuge einer Ausstellung und weiteren Werken aus dem 3D-Drucker, gibt es seit kurzem in Amsterdam und in Haarlem zwei 3D-gedruckte Betonbänke. Zu den öffentlichen Sitzbänken erhielten die beiden Städte auch Fahrradständer aus dem 3D-Drucker übergeben. Neben der kostengeringen Vor-Ort-Produktion spielten auch Nachhaltigkeit und Umweltschutz eine wichtige Rolle.
Der französische Reifenhersteller Michelin hat im Sommer dieses Jahres eine Konzeptstudie veröffentlicht, in der es um den Reifen der Zukunft gehen könnte. Dieser komme aus dem 3D-Drucker und müsse – wenn alles glatt läuft – auch nie ersetzt werden. Ist das Profil abgefahren, soll es an einer 3D-Druck-Station wieder aufgeladen werden können. Eine weitere wichtige Rolle bei der Entwicklung des Reifens „Vision“ spielt auch der Umweltschutz.
Im Rahmen eines Schweizer Forschungsprojektes wurde weltweit erstmals mit Hilfe von einem 3D-Drucker ein neuartiger Abgaskatalysator für Benzin-Autos, der den Ausstoß von CO2 noch weiter reduzieren kann, erfolgreich hergestellt. Die in dem 3D-Katalysator enthaltene Keramikstruktur konnte mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt werden. Die Forschungsanstalt Empa prüft jetzt einen testweisen Einsatz auf der Straße.
Die Arnstädter Regelschule „Robert Bosch“ ist seit Kurzem im Besitz eines 3D-Druckers. Während eines Tages der offenen Tür wurden sämtliche Schülerprojekte präsentiert und auch erste 3D-gedruckte Objekte gezeigt. Der Drucker selbst war an diesem Tag ebenfalls ständig im Einsatz.
Das Amsterdamer Projekt „Circulaire Expositie“ spiegelt das Engagement von Amsterdam für eine nachhaltige Stadt wieder. Einige Ausstellungsstücke, wie auch zwei Sofas aus je 3000 Plastiktüten, stammen aus dem 3D-Drucker. Das zeigt, dass der 3D-Druck immer besser beim Recycling eingesetzt werden kann.
AMtopus, ein in Chemnitz ansässiges Unternehmen, wurde für die Entwicklung von Verpackungen aus kompostierbaren Rohstoffen mit dem Sächsischen Umweltpreis ausgezeichnet. Für die Herstellung der Verpackungen kommen 3D-Drucker zum Einsatz.
Russische Forscher der Russische Akademie für Wissenschaften haben mit dem Polymer Polyethylen-2,5-furandicarboxylat (PEF) einen chemischen Stoff entwickelt, der über eine sehr gut Haftung verfügt und Lösungsmittel-resistent sowie Hochtemeperatur-beständig ist. Sinn und Zweck sind CO2-neutrale, additive Fertigungsverfahren. Das Filament konnte von den Forschern sogar von handelsüblichen 3D-Druckern unter Standardeinstellungen erfolgreich verarbeitet werden.
Das brasilianische Unternehmen Braskem sowie der 3D-Drucker-Hersteller Made in Space haben eine Technologie entwickelt, mit der auf der ISS Kunststoffe recycelt und für den 3D-Druck verwendet werden können. Diese möchten wir Ihnen im folgenden Beitrag etwas näher vorstellen.