Zelena-Slovenija-logo

Portal za trajnostni razvoj

Kontakt:

Kontaktirajte nas na e-naslov info@zelenaslovenija.si ali pokličite na 03 42 66 700.

Poiskali bomo ustrezno rešitev za vas.

Razvoj neustavljiv, veliki prihranki, raznovrstna uporaba komponent - EOL 141

3D tiskanje |
 
3D tiskanje je v zadnjih letih beseda, ki vzbuja veliko zanimanje. Poleg tega je razvoj res skokovit - od medicine, natisnili so prvo srce, do gradnje – postavljajo cela naselja s 3D tiskalniki – in avtomobilske industrije. Kako pa je z embalažno industrijo? V članku predstavljamo tri zelo različne 3D aplikacije v industriji - od vzvratnega inženiringa z bolj trajnimi deli za pakirne stroje do razvoja bolj trajnostnih lončkov za kavo in omogočanja kreativne uporabe odpadne embalaže.
 

Z vzvratnim inženiringom v boj proti obrabi

Proizvajalec sladkarij The Chocolate Factory iz Nizozemske uporablja dodatno proizvodno linijo, da nadomesti hitro propadajoče dele strojev na učinkovitejši način. Podjetje iz Rotterdama se sooča s problemom, da visoko hitrostne aplikacije v proizvodnem procesu pakiranja čokolade rezultirajo v visoki obrabi posameznih delov in tako so iskali rešitve, ki bi olajšali menjavo delov hitreje in lažje. Kako bi 3D tiskanje zmanjšalo obrabo strojev, čas in materialne stroške? The Chocolate Factory pakira raznovrstno serijo čokoladnih izdelkov. Kompleksni embalažni stroji se zanašajo na dobro delovanje preprostega, vendar nujnega, kovinskega dela v obliki kljuke, ki dviga zavite čokoladne kose na tekoči trak. Zaradi različnih velikosti izdelka potrebuje embalažni stroj nenehne prilagoditve, ki predstavljajo dva problema. Prvi nastane, če se del v obliki kljuke vstavi v stroj nepravilno, saj se cel stroj zatakne in potrebujemo takojšnjo nadomestilo dela. Drugič, nenehna potreba po človeški intervenciji in navigiranje s kovinskimi deli rezultira v kvarjenju stroja. V sodelovanju z Visual First, 3D specialisti, so pri The Chocolate Factory našli novo rešitev, ki revolucionira proces. Ker je bil stroj že tako ali tako star, ni obstajal 3D model stroja. Tako se je projekt začel z digitalno proizvodnjo tega dela z vzvratnim inženiringom, ti. konstrukcijo 3D modela obstoječega dela. »Novi 3D model nam je omogočil, da naredimo testne printe na našem 3D tiskalniku Leapfrog. Prva dva testa smo naredili s ColorFabbs XT in HT materiali, gre za dve močni, robustni plastiki. Zelo primerni sta za druge aplikacije, vendar je za ta stroj fleksibilnost materiala previsoka in moč, ki je potrebna, da nadomesti kovino, je bila prenizka,« je pojasnil Carl van de Rijzen iz podjetja Visual First. »Ko smo delali z DSV 3D Printing Exploration Labom smo prvič prišli v stik s strokovnjakom za 3D tiskanje Stratasysom, da bi našli trdnejši material. Predlagali so novi Nylon 12CF material, termoplastiko, polnjeno s karbonskimi vlakni. Podjetje Stratasys nam je poslalo stiskano komponento, ki so jo proizvedli v Nemčiji na Stratasys Fortus 450mc 3D tiskalniku. Končni 3D stiskani del je bil ravno pravi za The Chocolate Factory. Na otip je material zelo trden in tog, ni ga bilo mogoče prepogniti in prestal je test s štirimi paletami čokoladnih koščkov brez problemov.«

Povečana učinkovitost

Ta rešitev dosega 60% prihranke samo na eni komponenti. Rezervni deli iz kovine lahko uničijo stroj, medtem ko 3D tiskani del tega stori. Poleg tega se skrajša tudi čas, ko je stroj ustavljen, saj nov del dostavijo v roku enega tedna v primerjavi z dostavnim časom enega meseca za kovencionalni del. Ta čas se lahko še zniža, če je 3D tiskalnik dostopen na mestu proizvodnje. Načrtujemo nadaljnje sodelovanje z DSV in Stratasys za nadaljnjo optimizacijo tiskanja,« je povedal predstavnik za javnost iz podjetja The Chocolate Factory. »Želimo si uporabiti še več 3D tiskanih komponent. Ne le kot rezervne dele, temveč tudi kot orodja za procese, za katere porabimo ogromno časa, kot je na primer pakiranje izdelkov po meri. Možnosti te tehnologije so enormne.« »Pri Stratasys vidijo veliko prihodnost za 3D tiskanje proizvodnih in rezervnih delov za industrijske stroje in še posebej za pakirne stroje,« je dodal Nadav Sella, vodja poslovne enote podjetja Emerging Solutions. »Ti stroji potrebujejo relativno visoke prilagoditve zaradi širokega izbora izdelkov, ki jih je potrebno embalirati. V veliko primerih lahko uporaba 3D tiskanja ne le prihrani čas in denar v proizvodnem procesu teh strojev, temveč jih lahko naredi tudi bolj učinkovite z zmanjševanjem teže, poenostavljanjem designa in povečevanjem učinkovitosti.«

Lončki za kavo iz buč

Kava za na pot še vedno uživa v rasti priljubljenosti, vendar ima tudi to svojo ceno. Lončki za enkratno uporabo, ki jih po zaužitju odvržemo, ne da jih recikliramo, so postali zelo viden problem. Reciklažne sheme za lončke ali lončki za ponovno uporabo ponujajo rešitev, vendar potrošnikovo udobje (lenoba) večkrat zmaga – potrošniki se velikokrat ne potrudijo, da bi našli primeren reciklažni koš ali da bi odnesli lonček s seboj. Ali pač nanj pozabijo.

Oblikovalska agencija CREME iz Brooklyna se je obrnila k 3D tiskanju in bučam, da bi našli nenavadno alternativo za tradicionalne kavne lončke. Buče zelo hitro rastejo in imajo debelo zunanjo kožo in vlaknasto jedro. Ko jih posušimo, so dovolj trde, da absorbirajo tekočino, ne da se omehčajo. Jun Aizak, direktorja podjetja CREME, je navdihnila japonska praksa kultiviranja kvadratnih lubenic, ki jih je mogoče zlagati v višino. Razvili so torej biorazgradljiv HyO lonček za na pot, narejen iz posušenih bučk.

Potem se je soočil s težavo, kako oblikovati bučo tako, da lahko iz nje piješ kavo in da stoji, ko jo postaviš na mizo. Odgovor so našli v 3D tiskanju. Ko so se oblikovalci odločili, kakšne oblike bo lonček, so s 3D tiskalnikom oblikovali prazno obliko, v katero bi zrasla buča. 3D orodje je narejeno po meri in ga je mogoče ponovno uporabljati. Omogoča nam, da ustvarimo točno določeno obliko in velikost, hkrati pa ohranjamo standardno uniformnost. Tania Kaufmann, direktorica poslovanja pri agenciji CREME, je povedala: »Zahvaljujoč 3D tiskanju oblikujemo orodja tako, da lahko rast buč oblikujemo v katerokoli obliko želimo – od lončkov do steklenic in vaz. Ko so buče dovolj velike, da zapolnijo orodje, jih preprosto odrežemo. Po uporabi jih lahko odvržemo na kompostni kup. Eksperimentirali smo z več različnimi prototipi. Prve smo stiskali na našem pisarniškem 3D tiskalniku. Trenutno želimo povečti proizvodnjo in izdelati novo serijo orodij.«

Proces je še vedno zelo zamuden, vendar je Jun Aziaki prepričan, da ga lahko pospešeno sušenje in intenzivna kultivacija naredita veliko bolj učinkovitejšega.

Ustvariti vrednost iz odpadne embalaže

Če se odpadni embalaži ne moremo izogniti, se moramo nujno vprašati, kaj narediti z njo. Poleg standardnih reciklažnih programov obstaja tudi ogromno iniciativ za procesiranje težko reciklabilne odpadne plastične embalaže, na primer v lonce za rože ali klopi v parkih. Print Your City! (Natisni svoje mesto!) je raziskovalni projekt, ki uporablja 3D tiskanje, da bi ustvarilo nekaj, kar je bolj zanimivo od klopce v parku.

Oblikovalski studio The New Raw iz Rotterdama, ki sledi cilju zapiranja snovnih tokov in k opolnomočenju lokalne proizvodnje z uporabo odprtega in nelestvičenega pristopa, ki bazira na raziskavi materiala, digitalnem oblikovanju in izdelavi, je pričel delati na Print your City! - iz odpadne embalaže bi izdelali 3D tiskano ulično pohištvo. Prvi rezultat je bila XXX Bench (klop), kreativno oblikovana, 3D tiskan kos pohištva za mesto Amsterdam.

Projekt se je nadaljeval v Thessaloniki v Grčiji kot del »Zero waste programa prihodnosti« v sodelovanju s Coca Colo, kjer lahko prebivalci aktivno sodelujejo v reciklažnem procesu v posebnem laboratoriju »Zero Waste Lab« in oblikujejo ulično pohištvo neposredno na lokaciji. »Zero waste laboratorij ima v hiši lastno reciklažno tovarno, ki lahko procesira PP, PE in PET.

Obiskovalci imajo možnost, da iz prve roke doživijo, kako reciklaža poteka in tako pridobijo neposredno povezavo s procesom,« je pojasnila Foteini Setaki, soustanoviteljica podjetja The New Raw. Pri The New Raw so razvili lasten proces 3D tiskanja. »Uporabljamo robotsko roko KUKA, ki je povezana na ekstruder z ogrevano cevjo.

Povezavo smo razvili sami, da bi omogočili tisk bolj kompleksnih oblik, ki so prilagojene našim posebnim potrebam. Uporabljamo različne velikosti šob (od 2 mm do 8 mm), da omogočamo različne aplikacije,« so povedali v podjetju. Prvi prototipi za mesto Thessaloniki so bili natisnjeni poleti 2018. 3D tiskano pohištvo se lahko pohvali z integriranimi dodatnimi funkcijami. Vsak objekt lahko opremimo z držalom za kolesa ali mini rekreacijskim orodjem, loncem za rožo ali celo pasjo posodo ali pa knjižno polico. Podjetje vidi v projektu velik potencial tudi za druga mesta. »Veseli smo, da lahko nadaljujemo s svojim projektom v Thessaloniki v večjem obsegu in vidimo, kako naše pohištvo deluje zunaj, se odziva na UV svetlobo, na primer. Upamo, da bomo lahko potovali z našim projektom tudi v druga mesta.«