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4D Pioneers: Auf dem Weg zu einer nachhaltigeren und verantwortungsvolleren Wirtschaft

Auf 7. Juni 2021 von Regina P. veröffentlicht

In den letzten Jahren ist das Angebot an 3D-Druck-Materialien enorm gewachsen: Die Anbieter sind stets auf der Suche nach innovativen oder optimierten Materialien, um so den Bedürfnissen und Anforderungen der Anwender sowie der 3D-Druck Hersteller gerecht zu werden. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Materialien, die bereits mit dem 3D-Druck kompatibel sind, einen bedeutenderen Stellenwert einnehmen können. Das Material ist für Anwender zum Teil ausschlaggebender als der Drucker selbst. Insbesondere Start-ups überraschen oft mit Neuheiten, welche die additive Fertigung rasant vorantreiben. Zu diesen zählt auch 4D Pioneers, welches es erst vor rund einem Jahr gegründet wurde. Das Unternehmen hilft Herstellern dabei, einen verantwortungsvolleren und nachhaltigeren Fertigungsprozess zu implementieren. Das soll mit einem 360°-Prozess möglich sein: Diagnose, Design, Einsatz und Nachhaltigkeit (aus dem französischen Original 4 D’s, deshalb 4D Pioneers). Das Unternehmen hat eine Reihe von Hochleistungsmaterialien entwickelt, worunter sich unter anderem feuerfeste Lösungen finden. Wir wollten mehr über die Projekte und Ambitionen des jungen Unternehmen erfahren, weshalb uns Nicolas Gay, einer der Gründer des Start-ups, mehr über das Vorhaben erzählt hat.

3DN: Können Sie sich selbst und Ihre Verbindung zum 3D-Druck kurz vorstellen?

Hallo, mein Name ist Nicolas Gay, ich bin einer der Gründer und CTO von 4D Pioneers. Ich bin promovierter Bauingenieur und ich habe meine Doktorarbeit über die Problematik der Haltbarkeit von Elastomeren in einer nuklearen Umgebung in Zusammenarbeit mit Électricité de France S.A., allgemein bekannt als EDF, (ein französischer multinationaler Stromversorger, der größtenteils dem französischen Staat gehört), Centrale Lille (LamCube) und Arts et Métiers ParisTech durchgeführt. Während dieser drei Jahre musste ich oft neue Experimente entwickeln. Ich konnte mich sofort für die additive Fertigung begeistern, weil der 3D-Druck ein großartiges Werkzeug für die Forschung im Design und der schnellen Umsetzung eines Proof of Concept zum Zweck der Materialcharakterisierung war. Als ich für mein Post-Doktorat an die Centrale Lille kam, war ich daher an der Entwicklung einer 3D-Plattform beteiligt, um industrielle Herausforderungen zu meistern. Dies führte dazu, dass ich erkannte, dass 3D viel mehr als ein einfaches Prototyping-Tool ist. Der 3D-Druck spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Funktionsteilen und kann damit die Zukunft der Industrie revolutionieren.

4D pioneers

Nicolas Gay ist einer der Gründer von 4D Pioneers.

3DN: Warum haben Sie 4D Pioneers gegründet? 

Meine Mitgründerin Ingrid Florentin und ich waren davon überzeugt, dass sich in der Welt der Industrie ein radikaler Wandel vollziehen wird, insbesondere wenn es um die Obsoleszenz und Reparatur von Industrieanlagen geht. Der 3D-Druck würde das Potenzial haben DIE strukturierende Säule dieses Wandels zu sein. Für uns war ab diesem Moment unvorstellbar, dass dies ohne uns geschehen könnte! Mit meiner Expertise in Materialien, Prozessen und Haltbarkeit und Ingrids betriebswirtschaftlichen Stärken beschlossen wir, 4D Pioneers im März 2020 zu gründen.

3DN: Können Sie uns mehr über Ihren 4-Schritte-Prozess erzählen?

Durch meine Erfahrungen in der Industrie wurde mir bewusst, dass es unerlässlich ist, Kunden mit einem strukturierten Service zu unterstützen, um genau auf deren Bedürfnisse eingehen zu können. Also entwickelte ich einen 360-Grad-Prozess, die „4 Ds“: Diagnose, Design, Einsatz und Nachhaltigkeit (Auf Französisch: diagnostic, design, déploiement et durabilité). In jedem Prozess ist der erste Schritt die Diagnose. Ziel des ersten Schrittes ist es, die Umgebung der Teile zu identifizieren: Temperatur, Radiologie, Feuchtigkeit usw. sind dabei entscheidend, aber es gilt auch die Eigenschaften des Originalmaterials mit modernsten wissenschaftlichen Werkzeugen zu analysieren. Dann kommt die Entwurfsphase, welches es uns ermöglicht, von einem physischen Modell zu einem numerischen Modell überzugehen. Diese Phase besteht auch aus der Herstellung von Prototypen unter Verwendung verschiedener Drucktechnologien und der Verwendung verschiedener Materialien, je nachdem ob die Anwendung es erlaubt. Je nach Kundenwunsch setzen wir unsere Lösung auf einem Technologiezentrum mit mehr als 40 Multimaterial- (Polymere, Verbundwerkstoffe, Keramik und Metalle) und Multiprozess-Maschinen um. Schließlich bieten wir die Unterstützung bei der Quantifizierung der Haltbarkeit der auf diese Weise hergestellten Teile an.

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Das Start-up hat einen 4-stufigen Prozess entwickelt, um Teile mit den richtigen Materialien herzustellen. (Bildnachweis: 4D Pioneers)

3DN: Welche Materialien finden sich im Portfolio von 4D Pioneers?

Um den Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden, entwickeln wir neue, leistungsstarke, druckbare und zertifizierte Materialien. Unser erstes R&D-Projekt war die Erstellung eines Katalogs von feuerfesten Materialien, welche die Standards verschiedener Industriezweige erfüllen sollten. Die Nachfrage ist sehr groß, egal ob es sich um das Bauwesen oder die Energie-, Eisenbahn- oder Luftfahrt-Branche handelt. Nehmen wir zum Beispiel den Innenraum eines Zuges oder eines Flugzeugs, wo alle Funktionsteile bestimmte Brandschutzstandards erfüllen müssen. Ein neuer Ansatz zur Vorzertifizierung ermöglicht es uns, die entwickelten Formulierungen schnell zu prüfen und die besten Materialien auszuwählen. Unsere Werkstoffkompetenz und die Agilität unseres Geschäftsmodells ermöglichen es uns, schnell, effizient und innovativ zu sein, damit wir unseren Kunden in Rekordzeit eine Lösung anbieten können.

3DN: Welchen Einfluss hat die additive Fertigung auf die Umwelt?

Die additive Fertigung wird einen enormen Einfluss auf die Umwelt haben, da sie die Art und Weise, wie industrielle Teile hergestellt werden, grundlegend verändern wird. Zunächst durch Öko-Design, da im 3D-Druck weniger Abfall als in subtraktiven Herstellungsmethoden anfällt und gleichzeitig die Herstellung von leichten und langlebigen Teilen ermöglicht wird. Weiters, weil die Auswirkungen der Logistik reduziert werden, Teile können bei Bedarf dort produziert werden, wo sie benötigt werden. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von Hochleistungsmaterialien die Lebensdauer der Teile verlängert. Schließlich werden wir durch die additive Fertigung von Übergangsteilen in der Lage sein, Elemente wiederzuverwenden. Dadurch gelingt der Wechsel vom Recycling hin zum Upcycling! Mit der additiven Fertigung blicken wir in eine unglaublich vielversprechende und inspirierende Zukunft. In der heutigen Zeit, welche zum Teil so düster und beängstigend sein kann, wollen wir mit unserer Arbeit für eine bessere und nachhaltigere Zukunft sorgen.

4D Pioneers

Verschiedene 3D-gedruckte Teile mit Materialien, die von dem französischen Start-up entwickelt wurden. (Bildnachweis: 4D Pioneers)

3DN: Wollen Sie letzte Worte an unsere Leserschaft richten?

Unsere Motivation ist größer denn je! Wir freuen uns darauf, den Industriepionieren von morgen nützliche und innovative Lösungen für eine bessere Welt zu liefern! Mehr Informationen finden Sie auf der 4D Pioneers Webseite HIER.

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