Umweltauswirkungen sind die Veränderungen oder Modifikationen, die durch menschliches Handeln auf die Umwelt verursacht werden. Heutzutage gibt es viele Begriffe, die mit dem Einfluss auf die Umwelt von verschiedenen Materialien oder Produkten, die täglich verwendet werden, verbunden sind.

Um den Effekt zu verstehen, den verschiedene Materialien in der natürlichen Umgebung erzeugen, ist es notwendig, die folgenden Konzepte zu kennen:

Umweltfreundlich

Dieser Begriff wird für Produkte oder Materialien verwendet, die speziell entwickelt wurden, um ihre Umweltauswirkungen zu reduzieren. Er kann auch angewendet werden, wenn negative Teile für die Umwelt in den Herstellungsprozessen eines Produkts oder Materials reduziert werden.

Nachhaltig

Nachhaltigkeit bezieht sich auf das Handeln von Menschen, um ihre aktuellen Bedürfnisse zu erfüllen, ohne zukünftige Generationen zu gefährden oder negativ zu beeinflussen. Ein nachhaltiger Prozess ist einer, der das Wirtschaftswachstum gewährleistet, während er sich um die Umwelt und das soziale Wohlergehen kümmert.

Fillamentum Timberfill Holzfasermaterial extrahiert die Faserfüllstoffe aus ihren Filamenten aus kontrollierten Fällwäldern. Diese Wälder arbeiten so, dass jährlich ein immer kleineres Volumen entnommen wird als das im Wald wachsende Volumen, d.h. es müssen immer mehr Bäume gepflanzt werden, als gefällt werden.

Bild 1: Teile gedruckt mit Timberfill-Filamenten. Quelle: Fillamentum.

Biologisch abbaubar

Ein Material oder Produkt gilt als biologisch abbaubar, wenn es durch die Wirkung biologischer Agentien und Umweltbedingungen eines bestimmten Typs innerhalb eines bestimmten Zeitraums abgebaut wird. Die Zeit der Biodegradation kann je nach Zusammensetzung des Materials und den Umweltbedingungen stark variieren.

Im Bereich des 3D-FDM-Drucks ist PLA ein biologisch abbaubares Material. Dieses Material ist eines der am häufigsten verwendeten im Bereich des 3D-Drucks aufgrund seiner Eigenschaften und der einfachen Handhabung. Es ist auch eines der am häufigsten verwendeten Materialien als Bindemittel in Biokomposit-Filamenten.

Biokunststoffe

Ein weiteres zu berücksichtigendes Konzept sind die Biokunststoffe, auch organische Kunststoffe genannt. Biokunststoffe sind natürliche Polymere, die nicht aus Petrochemikalien, sondern aus erneuerbaren Quellen stammen. Diese Kunststoffe sind im Allgemeinen biologisch abbaubar.

Ein Beispiel für einen biologisch abbaubaren Biokunststoff ist PLA, der aus Stärke gewonnen wird, die aus Mais, Rüben und Weizen extrahiert wird.

Kompostierbar

Wenn ein Material in weniger als 90 Tagen ohne giftige Rückstände verrotten kann und zu nützlichem Material (Kompost) wird, gilt es als kompostierbar. Ein kompostierbares Material wird immer biologisch abbaubar sein, während ein biologisch abbaubares Material nicht unbedingt kompostierbar sein muss. Der Kompostierungsprozess besteht aus dem beschleunigten Abbau von organischer Materie durch eine mikrobielle Population in einer feuchten, warmen und aeroben Umgebung unter kontrollierten Bedingungen. Die Kompostierung kann auf Haushaltsniveau durchgeführt werden, indem ein Heimkomposthaufen oder Komposter verwendet wird, oder auf industrieller Ebene, wenn sie in Kompostieranlagen erfolgt.

Biokomposit

Ein Biokomposit ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer Matrix (Harz) und einem natürlichen Faserfüller besteht. Die Matrix kann aus Polymeren bestehen, die aus erneuerbaren Ressourcen stammen (wie PLA) oder aus nicht erneuerbaren Ressourcen.

Der natürliche Faserfüller kann als Verstärkung wirken und die mechanischen Eigenschaften des Materials verbessern oder dem Material ästhetische Eigenschaften durch seine Farbe oder Textur verleihen. Natürliche Fasern können aus Nutzpflanzen wie Hanf, Holz, Papierabfällen oder Nebenprodukten wie Cellulosefasern stammen.

Die Umweltbedenken haben zur Forschung und Entwicklung spezifischer Biokompositmaterialien für den 3D-FDM-Druck geführt. Unter unseren Produkten finden Sie die C2composites-Reihe von Biokomposit-Filamenten, basierend auf PLA und gefüllt mit Hanffasern (Entwined), Bierabfällen (Buzzed), Kaffeeabfällen (Wound Up) oder organischen Abfällen (Landfilled).

Bild 2: Teile gedruckt mit den Filamenten Wound Up™, Entwined™ und Buzzed™. Quelle: Filament2print.

Recycelbar / Recycling

Recycling ist ein Prozess, dessen Ziel es ist, Abfall in neue Produkte oder Rohstoffe für spätere Verwendung umzuwandeln. Recycling verhindert die Nichtnutzung potenziell nützlicher Materialien, reduziert den Verbrauch neuer Rohstoffe und in vielen Fällen auch den Energieverbrauch, die Luft- und Wasserverschmutzung sowie die Emission von Treibhausgasen.

Ein Material ist recycelbar, wenn es nach seiner Hauptverwendung dank eines Recyclingprozesses nützlich sein kann. Ein recycelbares Material wird nicht immer zwangsläufig wieder zu demselben Material, das sofort wieder verwendet werden kann. Manchmal werden Materialien recycelt, indem man den noch vorhandenen Wert nutzt, zum Beispiel um Energie zu erzeugen.

Ein Material gilt als recycelt, wenn es aus dem Recycling von Materialien oder Produkten stammt. Recycling ist eine interessante Option bei der Entwicklung von Materialien für den 3D-FDM-Druck. Ein Beispiel hierfür sind die recycelten Filamente von Formfutura: Reform rPLA. Diese Filamente werden aus PLA-Extrusionsabfällen hergestellt, die zu hochwertigen PLA-Filamenten rekompaktiert und homogenisiert werden.

Bild 3: Herstellungszyklus von Reform rPLA. Quelle: Formfutura.

Wiederverwendet

Die Konzepte "Recycling" und "Wiederverwendung" werden oft verwechselt. Recycling erfordert eine Behandlung oder einen Prozess, der von einem Ausgangsmaterial ausgeht, um ein anderes Material oder dasselbe wieder zu erhalten. Bei der Wiederverwendung wird das Produkt jedoch für eine andere Anwendung verwendet oder angepasst, ohne dass ein Recyclingprozess erforderlich ist.

Zum Beispiel listen wir in unserem Artikel "Ideen zur Wiederverwendung leerer Filamentrollen" verschiedene Optionen zur Wiederverwendung der Rollen auf, sobald das Filament aufgebraucht ist.

Bild 4: Lagersystem. Quelle: Cults3D.

Die Suche nach Materialien mit geringem Umwelteinfluss hat verschiedene Initiativen und die Entwicklung neuer 3D-Druckmaterialien angeregt, was zur Herstellung innovativer Filamente mit mechanischen Eigenschaften geführt hat, die denen von ABS ähneln, oder mit repräsentativen Eigenschaften oder physikalischen Eigenschaften, die sie von anderen Materialien unterscheiden; unter Verwendung von Techniken wie Recycling, um ein neues Filament zu erzeugen, oder dem Laden von Naturfasern, um Biokomposit-Filamente herzustellen.

Einige dieser innovativen Materialien finden Sie in unserem Katalog. Die folgende Tabelle zeigt, welche Qualitäten jedes von ihnen hat.

Material	Öko-/Umweltfreundlich	Nachhaltig	Biologisch abbaubar	Kompostierbar	Biokomposit	Recycling
Wound Up
Entwined
Landfillament
Buzzed
Reform rPLA