Ett svenskt projekt finansierat av Bioinnovation är först i världen med att 3D-printa en fullstor kajak i ett stycke. Kajaken är tillverkad av träfiberförstärkt återvunnen plast som kan ersätta dagens fossilbaserade material. Genombrottet öppnar för en konkurrenskraftig industriell tillverkning av fler biobaserade och cirkulära produkter.
3D-printing är en revolutionerande teknologi som skapar möjligheter för industrin att kostnadseffektivt tillverka biobaserade, cirkulära produkter. Men tekniken är relativt outforskad i industriell skala och innan den blir lönsam finns hinder att överkomma; tekniken kostar och kunskap om såväl genomförande som material behöver öka. I ett projekt finansierat av Bioinnovation har nu forskare på RISE tillsammans med träfiberproducenten Biofiber Tech och kajaktillverkaren Melker of Sweden nått ett genombrott.
– För första gången har en kajak 3D-printats i ett stycke. En stor utmaning eftersom det är en både lång och ihålig produkt som ställer höga krav på lätthet och slitstyrka. Nyckeln till de här framgångsrika resultaten ligger i att vi har samverkat i ett konsortieprojekt där Biofiber Techs polymerexperter jobbat nära RISE forskare inom fiber- och materialutveckling. Och vår expertis inom additiv tillverkning har tillsammans med Melker of Sweden utvecklat de digitala metoderna för att printa en kajak, säger Ting Yang Nilsson, projektledare på RISE.
Fler användningsområden för återvunnen plast
Tidigare har kajaker 3D-printats i flera stycken för att sen sammanfogas. En mer omständig och kostsam process som projektet nu frångår genom att använda ett material och en metod som
möjliggör 3D-printing i ett stycke. Projektet såg att enbart återvunnen plast gav bristfälliga resultat men genom att förstärka den med FibraQ®, en ny typ av ytbehandlad träfiber från Biofiber Tech, blev kajaken lätt och slittålig.
– Biokompositer som denna gör att vi i större utsträckning kan använda återvunnen plast inom industrin och öka cirkulariteten i en rad produkter. Båtar är bara ett exempel. På sikt kan vi med 3D-printing tillverka möbler och andra stora föremål av material som är mer hållbara än de som används idag, säger Eric Zhang, vd och grundare Biofiber Tech.
Möjliggör kundanpassad tillverkning
Melker of Swedens målsättning är att etablera en fullt ut biobaserad och cirkulär tillverkning av vattensportprodukter.
– Mixen av att både kunna använda biobaserad råvara och hitta ett sätt att upcykla återvunnen plast är oerhört intressant. Materialets hållbarhetsprestanda i kombination med att 3D-printing är en snabb och flexibel teknik gör att vi ser en framtid i den här produktionsmetoden. Den gör exempelvis att vi kan anpassa våra kajaker efter användarens kroppsform, vikt och funktionsvariation, säger Pelle Stafshede, vd Melker of Sweden.
På några års sikt finns den 3D-printade kajaken på marknaden men redan nu kan tekniken användas för att ta fram prototyper till hälften av kostnaden. Det här momentet blir dessutom cirkulärt eftersom materialet från misslyckade prototyper kan återanvändas.
Gemensamma investeringar skapar lönsamhet för industrin
I projektet lägger Ting Yang Nilsson fokus på de stora perspektiven; hur kan 3D-printing av cirkulära och biobaserade material skapa lönsamhet för industrin? Teknikens industriella genombrott har enligt henne betydelse för att Sverige ska nå sina klimatmål och klara omställningen till en mer hållbar produktion. Hon ser en delningsekonomisk lösning:
– Det här projektet visar att det går att få lönsamhet men vi måste ta itu med de hinder som står i vägen. Tekniken är ny och företagen måste ta stora initiala kostnader i produktutveckling och implementering. Samtidigt är tiden knapp om vi ska klara klimatmålen. Lösningen är att dela på kunskap och infrastruktur i till exempel det nyetablerade Applikationscentrum för additiv tillverkning vid RISE där företag och forskningsaktörer tillsammans investerar i infrastruktur. Här bistår RISE med sitt expertkunnande och jobbar med företagen för att snabbare nå resultat och omsätta forskningen till industrinytta, säger Ting.
Läs mer om projektet 3D-tryckt kajak baserad på träfiberförstärkt återvunnen plast – steg 1.