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Mit Hilfe unseres internen Nachhaltigkeitsteams haben wir uns verschiedene 3D-Druck-Infill-Typen angeschaut und jedem ein Nachhaltigkeits-Ranking auf Basis von Stromverbrauch und Materialverbrauch gegeben.

Oberflächlich betrachtet sieht es für die Nachhaltigkeit in der additiven Fertigungsindustrie oft düster aus. Zwischen Stromverbrauch, der Verwendung von Kunststoffen und einer Vielzahl anderer Herausforderungen ist es leicht, 3D-Druck als nicht nachhaltig abzuschreiben. Nun, wir sind hier, um Ihnen zu zeigen, dass das nicht so sein muss. Diese Serie von Blogbeiträgen widmet sich dem Aufbau nachhaltiger 3D-Druckverfahren. Den Anfang macht dieser Artikel, in dem es darum geht, wie Sie den Nutzen additiver Infill-Strategien maximieren können. 

Bevor wir loslegen, wollen wir ein wichtiges Pflaster abreißen: Die Herstellung eines neuen Produkts ist nicht unethisch, ebenso wenig wie der 3D-Druck. Es ist immer wichtig, sich zu fragen, ob das, was Sie herstellen, notwendig ist. Solange das, was Sie herstellen, dazu bestimmt ist, benutzt zu werden, ist es jedoch nicht unethisch, einfach zu produzieren. 

Designer und Ingenieure denken bei der Entwicklung eines Teils über eine Vielzahl von Aspekten nach: Ergonomie, Herstellbarkeit, Produktionskosten, Sicherheit, Maschinenzugänglichkeit usw. Wir denken jedoch oft nicht an Nachhaltigkeit, es sei denn, wir sprechen über Materialien. Nachhaltigkeit geht jedoch über das Material hinaus. Es geht auch darum, wie Sie Ihr Produkt für die Demontage entwerfen, wie viel Abfall und Energie Sie im Betrieb verbrauchen und vieles mehr. In der Tat kann der 3D-Druck nachhaltiger sein als subtraktive Methoden, da beim 3D-Druck nur das benötigte Material verwendet wird und oft weniger Abfall entsteht.  

Wir möchten darauf hinweisen, dass Produktspezifikationen oft nicht viel Raum für Nachhaltigkeitsüberlegungen lassen. Wenn Sie jedoch jemals in einer Situation sind, in der Sie Raum für Nachhaltigkeit haben, hoffen wir, dass diese Serie Ihnen die richtige Richtung weist.

Was ist Infill?

Infill ist ein notwendiger Bestandteil des 3D-Drucks, der es Ihnen ermöglicht, schneller mit halbhohlen Strukturen zu drucken, wobei das Gitter verwendet wird, um ein gewisses Maß an Festigkeit in Ihrem Teil zu erhalten.

Infill-Nachhaltigkeits-Rankings

Für diesen Artikel haben wir mit unserem internen Nachhaltigkeitsteam zusammengearbeitet, um unsere Infill-Muster in Fusion FFF zu bewerten. Wir haben uns jedes einzelne angesehen und das verwendete Material und die benötigte Zeit für einen kleinen 25x25x25 mm großen Würfel mit 20 % Infill bei 0,2 mm Schichthöhe berechnet. Wir hielten es strikt bei Infill und druckten ohne obere oder untere Schalen und ohne Perimeter.  

Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, wie viel Material im Vergleich zur Druckzeit verbraucht wird, damit wir die Nachhaltigkeit sowohl aus Sicht des Stromverbrauchs als auch des Materialverbrauchs betrachten können. Das unten stehende Diagramm zeigt, welche Infill-Strategie verwendet wurde und wie viel Filament (gemessen in Filamentlänge im Gegensatz zum Materialvolumen) verbraucht wurde. Wir haben jedem Infill eine Nachhaltigkeitsbewertung gegeben, um die harte Arbeit für Sie zu erledigen:

Der Materialverbrauch und die Druckdauer variieren stark zwischen den verschiedenen Füllungen. Wenn beides für einen Druck reduziert werden kann, würde der Benutzer sowohl den Materialverbrauch als auch die vom 3D-Drucker für den Druck verbrauchte Energiemenge verringern. 

Wir haben diese Daten auch als Diagramm dargestellt, um die Ergebnisse besser zu visualisieren:

Sie können deutlich sehen, wie Gyroid-Infill am effizientesten ist, sowohl beim Materialverbrauch als auch bei der Druckzeit. Durch die Verwendung von Gyroid-Infill für Ihre Drucke machen Sie Ihre Teile nachhaltiger und drucken auch schneller! Ein zusätzlicher Vorteil der Gyroid-Füllung ist, wie sie sich in Abhängigkeit vom Material verhält, mit dem Sie drucken. Wenn Sie z. B. ein federndes Schwammgefühl für Ihr Teil wünschen, erreichen Sie das, wenn Sie Gyroid mit TPU verwenden.

Um Ihnen das Leben leichter zu machen, haben wir Gyroid an den Anfang der Liste der Infill-Optionen im Arbeitsbereich für die additive Fertigung gesetzt, damit Sie diese bewährte Methode einfach standardmäßig verwenden können.  

Möchten Sie mehr über die additiven Funktionen in Fusion 360 erfahren?

Sehen Sie sich diese Tutorials und diese Kurse der Autodesk University an.

Dieser Artikel wurde gemeinsam von Thomas Stock, Research Engineer bei Autodesk, und Zoé Bezpalko, D&M Sustainability Strategy Manager bei Autodesk, verfasst.