Amerika stellt 1,2 Millionen US-Dollar für das 3D-Druckprojekt EARTH bereit – 3DPrint.com

Dank der konsequenten Finanzierung durch die Biden-Administration ist immer Weihnachten Amerika macht, und das Flaggschiff der fortschrittlichen Fertigung in den USA hat gerade bekannt gegeben, dass es 1,2 Millionen US-Dollar für das Projekt Environmental Additive Research for Tomorrow’s Habitat (EARTH) bereitstellen wird. EARTH wird vom Büro des Under Secretary of Defense, Research and Engineering Manufacturing Technology Office (OSD(R&E)) und dem Air Force Research Laboratory (AFRL) finanziert und widmet sich der Ermittlung und Bestätigung der Eignung von AM-Designs und -Materialien sowie deren Sicherstellung die erforderlichen Qualifikationen und Leistungsstandards für Endbenutzer konsequent erfüllen.

„Es besteht die Notwendigkeit, die potenziellen Umweltauswirkungen von AM-Innovationen in der Fertigungsindustrie anzuerkennen, auch wenn diese Ressourcen in Forschung und Entwicklung investiert. Wir begrüßen die Bemühungen der Preisträger bei der Erforschung nachhaltiger Ansätze für die Wiederverwendung und das Recycling von AM-Materialien und -Designs. Von ihren Initiativen wird erwartet, dass sie einen wesentlichen Beitrag zur Abfallreduzierung, Energieeinsparung und Reduzierung der CO2-Emissionen leisten. Das vorausschauende Denken unserer Industriepartner zeigt unser Engagement für das Verständnis nachhaltiger AM-Praktiken, die die zukünftige Einführung der Technologie in einer Vielzahl von Sektoren beeinflussen werden“, sagte Brandon Ribic, Technologiedirektor bei America Makes.

Im Themenbereich mit dem Titel „Analyse der AM-Nachhaltigkeit und der Umweltvorteile“ liegt der Schwerpunkt auf der „Beschleunigung der additiven Fertigung in Anwendungen des Verteidigungsministeriums (DoD) mithilfe von Hochleistungs-Recyclingpolymeren“. Dieses Projekt wird geleitet von IC3D, ein Anbieter von 3D-Druckfilamenten und Dienstleistungen. An diesem Projekt arbeiten namhafte akademische Institutionen mit: die Ohio State University und die Harrisburg University. Darüber hinaus bietet Mike Vasquez‘ 3D-Druckberatung, 3Grad, wird seine Expertise in das Team einbringen. Insbesondere erhielt 3Degrees zuvor einen Zuschuss von 50.000 US-Dollar für die Entwicklung eines umfassenden Projekts Datenbank für 3D-Druckmaterialien.

Die zweite Initiative mit dem Titel „Pulver- und Prozessoptimierung für nachhaltige additive Fertigung (POSAM)“ wird von der geleitet RTX-Technologieforschungszentrum, eine Abteilung von Collins Aerospace und somit Teil von Raytheon. In diesem Teil des Projekts arbeiten die University of Arizona und 6K Additive zusammen. Es ist bemerkenswert, wie effektiv sich 6K Additive in verschiedene 3D-Druckprojekte der US-Regierung integriert hat. Der Erfolg bei der Sicherung von Regierungsaufträgen war wirklich vorbildlich.

Es ist ermutigend, Zeuge des intensiven Engagements der Luftwaffe und des Verteidigungsministeriums (DoD) für Recycling- und Umweltinitiativen zu werden. Ihr Fokus auf diese Bereiche ist nicht nur strategischer Natur, sondern auch eine Anspielung auf die Tatsache, dass unser Planet unersetzlich ist – es gibt keinen „Planeten B“.

Im Ernst, diese Projekte sind viel wichtiger als niedlich. Für den Transport von Komponenten zu den Fronttruppen entstehen dem Verteidigungsministerium häufig Kosten in Höhe von mehreren Zehntausend Dollar pro Kilogramm. Vor Ort treten häufig Herausforderungen auf, entweder aufgrund von Designfehlern oder aufgrund neu entstehender Anforderungen bei der Umnutzung bestehender Bestände für neue Szenarien. In diesen kritischen Momenten, die oft durch eine dringende Nachfrage nach spezifischer Ausrüstung gekennzeichnet sind, werden die Grenzen traditioneller Lieferketten am deutlichsten sichtbar.

In diesem Zusammenhang erweist sich der 3D-Druck als zentrale Lösung. Seine Fähigkeit, benötigte Artikel schnell in der Nähe des Bedarfspunkts zu produzieren, kann die Zeitspanne im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsmethoden drastisch verkürzen und möglicherweise von Monaten auf nur Tage oder Stunden reduzieren. Darüber hinaus bietet der 3D-Druck eine beispiellose Flexibilität und ermöglicht die schnelle Anpassung vorhandener Geräte an neue Anforderungen oder zur Erweiterung ihrer Funktionalität. Diese Agilität in der Fertigung könnte bahnbrechend sein, insbesondere in Umgebungen mit hohem Risiko, in denen zeitnahe Reaktionen von entscheidender Bedeutung sind.

Die potenziellen Kosteneinsparungen durch die Integration des 3D-Drucks in militärische Operationen könnten mehrere Hundert Millionen betragen. Berücksichtigen Sie neben den wirtschaftlichen Vorteilen auch die betrieblichen Auswirkungen: Ein Flugzeug könnte beispielsweise ohne das richtige Teil funktionsunfähig werden. In Szenarien, in denen neue Bedrohungen eine schnelle Neukonstruktion von Komponenten erfordern, um die Flugzeugsicherheit zu gewährleisten, könnten herkömmliche Herstellungsmethoden nicht ausreichen. Der 3D-Druck könnte mit seiner Agilität und Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung sein, um diesen dringenden Bedarf zu decken.

Aber was ist mit dem ganzen Schrott? Wie oft könnte der Hochleistungsthermoplast ULTEM in der Materialextrusion eingesetzt werden? Und was passiert mit den Materialeigenschaften der Teile, wenn sie recycelt werden? Was ist mit der gleichen ULTEM-Qualität, aber jetzt mit kurzen Kohlenstofffasern? Wie könnte man diese Komponente wiederverwenden? Seine Wiederverwendung, insbesondere nach dem Recycling, wirft Fragen zur Integrität der Materialeigenschaften auf. Das Szenario wird noch komplexer, wenn man ULTEM in Verbindung mit kurzen Kohlenstofffasern betrachtet – wie kann man solche Materialien wiederverwenden, ohne Kompromisse bei Qualität oder Sicherheit einzugehen?

Für Polymere und Pulver bietet der Prozess der Wiederverwendung und des Recyclings nicht nur wirtschaftliche Vorteile; Es kann lebensrettend und in Konflikten strategisch entscheidend sein. Um diese Vorteile effektiv nutzen zu können, müssen sich die Teams von America Makes mit den Nuancen der Materialeigenschaften, der Leistung und der Ermüdung befassen. Sie müssen auch die Kunst beherrschen, Komponenten so zu recyceln, dass ihre Verwendbarkeit erhalten bleibt. Wenn diese Herausforderungen erfolgreich gemeistert werden, könnte der 3D-Druck eine noch größere Verbreitung in militärischen Anwendungen finden und Logistik, Nachhaltigkeit und betriebliche Effizienz revolutionieren.