3D-Printers
Hoogwaardige 3D-printers
Klimaatverandering is een zeer gevoelig onderwerp. Of het nu gaat om de redenen, de gevolgen of de oplossingen: de discussie wordt met hand en tand uitgevochten. Maar de wetenschappelijke gemeenschap is het over één ding eens: we hebben steeds minder tijd om de dramatische klimaatveranderingen op onze planeet te stoppen of op zijn minst te beteugelen. De grootste vraag rondom dit onderwerp is altijd hetzelfde, of het nu in politieke talkshows is of aan de eettafel tijdens het avondeten. Hoe kunnen we de klimaatcrisis stoppen zonder onze welvaart te verliezen?
Een eenvoudig antwoord op deze vraag bestaat niet. 3D-printen is ook zeker niet de allesomvattende oplossing voor dit enorme probleem. Maar het biedt een fantastische kans om de industriële productie klimaatvriendelijker te maken en onze consumptie milieuvriendelijker te maken, zonder de kosten enorm te verhogen.
De vooruitgang van Additive Manufacturing kan ons drie dingen opleveren die op dit moment zo belangrijk zijn. Hoop op een klimaatvriendelijkere productie, vooruitgang, op weg naar minder door de mens veroorzaakte vervuilende stoffen en een grote stap richting de toekomst!
Hoop
De energietransitie stelt de industrie voor urgente uitdagingen. Het vervaardigen van producten die zo weinig mogelijk impact hebben op het milieu en tegelijkertijd betaalbaar blijven voor iedereen is een moeilijke opgave.
De Corona-pandemie en het conflict in Oekraïne hebben deze uitdaging opnieuw vergroot. Het moet inmiddels voor iedereen duidelijk zijn dat naast het doel van klimaatvriendelijke en betaalbare productie ook het doel van onafhankelijkheid binnen de productie moet worden bereikt.
Hoe kan Additive Manufacturing deze uitdagingen helpen aangaan?
CO2-uitstoot besparen
Met 3D-printen kan de just-in-time-productie worden geperfectioneerd. Dit maakt het mogelijk om belangrijke componenten ter plaatse en pas kort voor gebruik te vervaardigen. Enerzijds verlaagt dit de productiekosten, anderzijds vermindert het ook de CO2-uitstoot, die onnodig wordt verhoogd door lange transportroutes voor soms zeer kleine componenten.
Of het nu gaat om kleine onderdelen voor windturbines of om grote componenten zoals vliegtuigturbines: 3D-printen maakt al een groot deel van de industriële productie op een kosteneffectieve en hulpbronnen-besparende manier mogelijk.
Daarmee komt ook het doel van een zelfvoorzienende productie binnen handbereik. De mogelijkheid om allerlei soorten componenten "met één druk op de knop" in hun eigen fabriek te produceren, brengt bedrijven een grote stap dichter bij onafhankelijkheid van andere fabrikanten.
Bespaar opslagruimte
Bovendien maken Additive Manufacturing en het just-in-time proces het mogelijk om de volledige opslag volledig te herstructureren. Zelfs vandaag de dag werken veel bedrijven, ook in de energiesector, met een zeer conservatieve aanpak als het gaat om de opslag van essentiële componenten. Om te voorkomen dat er bij plotselinge storingen problemen ontstaan, worden er meer componenten vervaardigd dan er werkelijk nodig zijn.
Hoewel deze aanpak zinvol is (geen enkel bedrijf wil immers zijn productie stopzetten vanwege één defect onderdeel) legt dit proces een enorme last op de schouders van ons milieu. Er ontstaat meer afval, omdat deze overtollige onderdelen vaak niet nodig zijn, er moet meer ruimte worden gebruikt voor magazijnen, omdat de geproduceerde onderdelen uiteraard ergens moeten worden opgeslagen en de kosten stijgen, die uiteindelijk worden afgewenteld op de eindgebruiker.
Met 3D-printen kunnen componenten worden geproduceerd wanneer ze daadwerkelijk nodig zijn. En dat in de kortst mogelijke tijd! Geen enorme magazijnen meer, geen zinloze transportroutes en geen onnodige extra kosten meer, dankzij Additive Manufacturing en het just-in-time proces!
Verbetering van technologieën
Last but not least kan 3D-printen ook worden gebruikt om bestaande technologieën verder te verbeteren. In sommige gevallen kan Additive Manufacturing grote hoeveelheden gewicht besparen op individuele componenten.
Dit biedt een aanzienlijk energiebesparingspotentieel, vooral op het gebied van mobiliteit. Een lichter vliegtuig of een lichtere auto hebben minder energie nodig om zich te verplaatsen, wat een grote bijdrage levert aan de brandstofbesparing.
Ook componenten uit 3D-printen kunnen helpen bij elektromobiliteit. Nieuw ontwikkelde koelmantels kunnen slijtage aan de motor en accu van een elektrisch voertuig minimaliseren, waardoor met name de milieubelastende accu veel minder vaak vervangen hoeft te worden.
Als je meer wilt weten over 3D-printen in de auto-industrie, kun je hier naar een blogpost over dit onderwerp gaan.
3D-printen kan dus een breed scala aan voordelen opleveren op het gebied van de milieuvriendelijkheid en betaalbaarheid van componenten. Als gevolg hiervan kan 3D-printen een enorme hulp zijn om klimaatvriendelijk vervaardigde producten voor iedereen betaalbaar te houden.
Progressie
Maar dit zijn slechts de mogelijkheden die vandaag de dag al bestaan. 3D-printen is een technologie van voortdurende ontwikkeling en vooruitgang. Deze vooruitgang kan ertoe leiden dat Additive Manufacturing op veel meer gebieden bijdraagt aan de bescherming van het klimaat.
Waarschijnlijk de grootste en meest veelbelovende van deze gebieden is de voedselproductie. Wat een paar decennia geleden nog sciencefiction leek, is vandaag de dag al realiteit.
Er wordt al voedsel verkocht dat met 3D-printers is gemaakt, en er komen steeds meer 3D-printers op de markt die speciaal voor dit doel zijn ontworpen. Barilla werkt bijvoorbeeld sinds 2016 aan Additive Manufacturing-pasta en brengt inmiddels 15 verschillende soorten pasta op de markt, gemaakt met een 3D-printer.
Maar de belangrijkste vooruitgang op het gebied van milieubescherming is de Additive Manufacturing van vlees.
De mogelijkheden van additief vervaardigd vlees
Dierlijke producten veroorzaken tussen de 14 en 18% van alle broeikasgasemissies. Koeien, schapen en geiten produceren enorme hoeveelheden methaan, een van de krachtigste broeikasgassen vanwege het vermogen om zeer effectief warmte op te slaan. Veehouderij voor onder meer de productie van vlees is ook verantwoordelijk voor het grootste deel van de ontbossing van het Amazone-regenwoud, ongeveer 80%.
3D-printen van vlees is al mogelijk. Er bestaan verschillende bedrijven, b.v. MeaTech en Aleph Farm uit Israël, Nova Meat uit Spanje en Revo Foods uit Oostenrijk, die vlees produceren via Additive Manufacturing.
Dit vlees bestaat grotendeels uit plantaardige stoffen, maar bij MeaTech en Aleph Farm wordt nu ook zogenaamd ‘labvlees’ gebruikt voor het printen. In dit laboratoriumvlees worden stamcellen van een dier afgenomen en in een bioreactor gekweekt. De celcultuur die in de bioreactor ontstaat, wordt in cartridges gevuld, laag voor laag geprint door een 3D-printer en uiteindelijk gerijpt in een incubator.
Maar als deze technologie al bestaat, waarom schrijf ik dan over vooruitgang? Vooral omdat dit 3D-geprinte vlees nog nauwelijks verkrijgbaar is.
Wat de beschikbaarheid van additief vlees vermindert
Wettelijke voorschriften
Enerzijds is dit te wijten aan wettelijke voorschriften, vooral in het geval van laboratoriumvlees. Dit is een compleet nieuw soort voedsel en moet daarom eerst door de EU worden goedgekeurd.
Deze goedkeuring wordt bemoeilijkt door het feit dat veel vleesbedrijven met man en macht strijden tegen vleesalternatieven. Je kunt de poging zien om plantaardige vleesvervangers niet langer als ‘hamburgers’ of ‘worstjes’ te mogen verkopen, wat het EU-Parlement echter heeft verworpen.
Het positieve nieuws is dat Singapore in 2020 het eerste land ter wereld werd dat 3D-geprinte kip legaal goedkeurde. Wanneer andere landen zullen volgen wordt nog een verassing.
Lage productieaantallen
Aan de andere kant is dit te wijten aan de lage productievolumes tot nu toe. Vlees uit Additive Manufacturing is nog steeds relatief duur om te produceren. Dit komt vooral door de kleine aangekochte hoeveelheden.
Hoe hoger het productievolume van een product, hoe lager de productiekosten. Tot nu toe is vlees uit 3D-printers echter een nicheproduct dat voornamelijk aan restaurants wordt geleverd. Maar de afgelopen jaren is de marktacceptatie gegroeid, waardoor bedrijven meer geld hebben gekregen om te investeren en de mogelijkheid hebben om de productie te vermenigvuldigen.
Dit schaalvergrotingsproces is momenteel in volle gang, maar zal nog enige tijd in beslag nemen. Als dit klaar is, zal het vlees van Additive Manufacturing zeker ook in de supermarkten verkrijgbaar zijn.
Ook hier is er positief nieuws. Want de 3D-geprinte zalm van Revo Foods is al een tijdje verkrijgbaar in enkele vegan supermarkten, maar ook in REWE-winkels.
Maatschappelijke acceptatie
Naast de vooruitgang van wetten en productievolumes speelt echter ook de vooruitgang van de sociale acceptatie een grote rol bij het alomtegenwoordig maken van vlees uit Additive Manufacturing.
Volgens een onderzoek van Bitkom in 2021 kan tot nu toe slechts 17% van de Duitse bevolking zich voorstellen dat ze vlees uit een 3D-printer eten.
Maar ook hier is er positief nieuws. In 2019 was dit percentage nog 13, dus in slechts twee jaar tijd is het aantal mensen dat zich kan voorstellen vlees van Additive Manufacturing te eten met 4% toegenomen.
Misschien zullen sommige mensen die zich nog niet kunnen voorstellen dat ze vlees uit een 3D-printer eten deze blog lezen.
Daarom kort de voordelen van 3D-geprint vlees samengevat:
- Kleinere ecologische voetafdruk
- Geen bio-industrie nodig
- Geen antibiotica in vlees
- Grote ontwerpvrijheid
- Lokalisatie van de vleesproductie
- Minimaliseren van voedselverspilling
Leuk feitje:
Bij een blinde proeverij in Tel-Aviv gaf 90% van de gasten aan geen verschil te proeven tussen normaal vlees en het vlees geproduceerd met Additive Manufacturing.
Is additieve vlees de toekomst?
Is vlees geproduceerd met een 3D-printer de toekomst? Niemand kan hier nu al een echt antwoord op geven. De mogelijkheid om in de toekomst een groot deel van de uitstoot van broeikasgassen te minimaliseren door het additief produceren van vlees of ander dierlijk voedsel mag echter ongetwijfeld niet genegeerd worden bij de inspanningen om de klimaatverandering te bestrijden.
Er moet echter nog verdere vooruitgang worden geboekt voordat 3D-geprint vlees een standaard wordt. Zowel op het gebied van wetgeving, productie als acceptatie.
Alhoewel deze vooruitgang echter al de goede kant op gaat. Hoe lang het precies zal duren voordat er vooruitgang wordt geboekt, is onmogelijk te zeggen. Wat wel met zekerheid kan worden gezegd, is dat 3D-printen in de toekomst een grote rol zou kunnen spelen.
Toekomst
Additive Manufacturing biedt geweldige kansen op het gebied van klimaatverandering. Het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen, het terugdringen van de ontbossing en het verhogen van de productie-efficiëntie zijn slechts enkele van de mogelijkheden die Additive Manufacturing ons biedt.
Maar we moeten er gebruik van maken. Alle kansen in de wereld zijn nutteloos als we ze negeren of zelfs tegenhouden. En we moeten ze snel gebruiken! Het klimaat zal niet wachten tot wij duizenden discussies en duizenden en duizenden stemmen houden.
Laten we dus profiteren van Additive Manufacturing en de mogelijkheden ervan! Laten we blijven investeren en onderzoeken in deze groeiende technologie! En laten we vooral openstaan voor nieuwe dingen!