随着材料开发商和3D打印公司不断努力将新产品推向市场，有一个因素越来越受到关注：可持续性。塑料公司也在考虑其活动对地球的影响，并努力解决世界面临的主要挑战，如污染和气候变化。材料制造商科思创打算通过塑造一个更加可持续和循环的未来，成为解决方案的一部分。为了实现这一目标，该公司与其他公司合作，因为它不相信自己可以单独做到这一点。

在这篇文章中我们将仔细探索科思创和3D打印机制造商JuggerBot 3D是如何通过更多的循环材料和制造系统以及回收战略来体现这一使命的。在即将举行的 "增材制造趋势：打印高强度的复合材料" 网络研讨会上，科思创和JuggerBot 3D还将进一步探讨可持续发展的话题。该在线活动定于2021年5月20日美国东部时间上午11点举行。

以不同方式思考废物问题

塑料发明于20世纪初，自20世纪40年代开始大规模生产，如今已成为我们日常生活中不可避免的一部分，从食品包装纸到汽车零部件。尽管塑料很方便，但它也带来了特殊的挑战。首先，这种无处不在的材料组很少能被生物降解，而且，正如2017年的一项科学研究所揭示的那样，几乎不能被回收--1950年至2015年之间的所有塑料中只有9%被回收。

科思创是一家材料公司，一直在增加其在增材制造行业的股份（最近收购了帝斯曼树脂和功能材料业务），正在采取积极的方法来解决这些问题。其战略的基础是形成一个循环经济。这种方法包括几个部分：思维方式的改变；充分了解材料的生命周期，包括3D打印的生态影响；以及新的生物基材料和回收技术。

改善塑料生产的可持续性的第一步是以不同的方式思考消费和废物。正如科思创所说，"取、造、废 "的生产和消费的线性经济在当今世界是站不住脚的。幸运的是，有几种方法可以在增材制造和更广泛的范围内实践这种思维方式的改变：通过制造更持久的产品，在生产过程中尽量减少浪费，并尽可能回收利用。

除此之外，科思创公司还有一个目标，即 "最大限度地利用有限的资源，以真正可持续的、气候中立的方式制造塑料；使用替代原料和可再生能源"。这涉及到将用于3D打印的部分生物基聚合物推向市场，以及为旧材料开发新的回收流程。

科思创指出，这些努力不可能单独完成，并在努力促成许多公司和组织之间的合作，从而推动全球可持续性发展。

生命周期评估的重要性

塑料增材制造向循环经济过渡的一个关键步骤是生命周期评估。生命周期评估测量和分析某种产品在整个生命周期中对环境的影响--从生产到销售，再到使用和其他。具体到增材制造，生命周期评估从原材料的提取开始，涵盖随后的每一个步骤，直到最后的处置或回收。这些评估对于了解一个公司的3D打印材料的影响以及为可持续发展战略奠定基础至关重要。

例如，与JuggerBot 3D合作，科思创最近从帝斯曼收购的增材制造业务对EcoPaXX® AM4001 GF (G)进行了生命周期评估，这是一种玻璃纤维增强的42%生物基PA410聚合物，用于熔融颗粒制造（FGF）3D打印。该材料部分来源于蓖麻植物（在土地使用方面不与食物链竞争），其特点是具有高模量和拉伸强度，以及出色的耐热性和耐水解性。这种颗粒材料在设计上也易于加工，并具有良好的耐化学性和热变形性（高达230⁰C）。该材料的应用包括结构性轻质汽车部件、夹具、医疗保健行业的产品等。

作为该材料的生命周期评估的一部分，科思创不仅考察了EcoPaXX® AM4001 GF（G）材料，还考察了用于加工该材料JuggerBot的3D打印技术。为了了解打印过程中产生的能源消耗，JuggerBot 3D公司在其Tradesman Series™ P3-44上安装了一个功率计，这是一种基于颗粒的大型3D打印机。生命周期评估最终显示，与未填充的PA6相比，EcoPaXX AM4001 GF（G）的碳足迹减少了约35%。

以增材制造的方式减少废物

从生命周期评估中获得的知识对于寻求最大限度地减少其生态影响的产品开发商和制造商来说是非常宝贵的。但是，公司还可以采取其他措施来减少其碳足迹。TA系统公司就是一个例子，该公司是一家为汽车行业提供自动化装配线和生产设备的美国生产商，利用科思创（原帝斯曼）增材制造和JuggerBot 3D成功地将交货时间和材料浪费减少了50%。

TA系统公司的主要目标是改善关键装配线零件的生产，同时通过改用增材制造来减少减材制造造成的材料浪费。同时，该公司有兴趣挑战增材材料比减材材料脆弱和不坚固的传统观点。

在与科思创（原帝斯曼）增材制造公司和JuggerBot 3D公司的合作中，该公司改进了零件嵌套的生产，这些零件嵌套的作用是在装配线上移动时固定零件总成，如仪表板。它们通常是用CNC数控加工生产的，由超高分子量聚乙烯或铝等聚合物材料制成。然而，材料和减材的结合导致了材料和成本方面的低效率。

随着用于增材制造的功能性工业级材料的激增，TA系统公司看到了简化和改善其生产工作流程的机会。最终，该公司采用了JuggerBot 3D公司的Tradesman Series™ P3-44和EcoPaXX®材料，大大减少了浪费（高达50%），并缩短了交货时间。

这主要是由于3D打印的特性，它逐层建立物体，而不是通过切割原材料块。

现在是回收利用的时候了

在实现更多可持续性的配方中，另一个重要成分是回收。科思创公司正在通过开发回收技术来解决这一问题，这些技术将赋予废旧塑料以新的生命，并进一步实现循环经济的目标。特别是，该公司专注于推进化学回收，这是一项新兴的技术，可以分解塑料废弃物，创造可用于生产新塑料的二级原料。

值得注意的是，科思创是 "终结塑料垃圾联盟 "的一部分，这是一个成立于2019年的非营利组织，旨在 "开发、部署和推广减少、重复使用和回收塑料垃圾的解决方案"。科思创公司首席执行官Markus Steilemann博士在谈到这一倡议时说："在科思创，我们相信塑料具有极大价值，不应该最终进入环境。所有废物都应被视为一种资源。我们相信，这个联盟是一个里程碑，它将推动创新、发展战略伙伴关系，并将废物转化为价值的概念融入经济可行的可持续解决方案。”

最终，回收利用、生物衍生材料、废物最小化以及人们对塑料的环境影响的深刻理解，将有助于创建一个循环经济，而这又将为塑料行业的可持续未来铺平道路。直接减少材料浪费的3D打印在这一紧迫任务中具有巨大的潜力。更多滤芯胶请访问www.yingfukj.com