Strategies and materials to achieve circular economy system through additive manufacturing processes

The level of pollution in the world continues to increase every year, and the numerous recycling programs put in place by world governments, have found little results in this area. Since the common means of production used every day have shown their limitations when it comes to reducing environmental impact, I decided to study and analyze the opportunities that a still emerging and revolutionary manufacturing process such as additive manufacturing could o ffer. This paper is the result of studying existing literature and analyzing case studies, and aims to explore the true potential of this manufacturing system, evaluating the opportunities it offers, to be able to enable a true circular economy system, changing the means of production and transforming our society from a linear to a circular and more sustainable economic system. Starting from the study of additive manufacturing technology and the concept of circular economy, I will explain in the next few pages what strategies are used by many companies and brands to achieve circular economic systems through additive manufacturing. Then, through an in-depth analysis of case studies of more than thirty projects, all closely related to the use of the most effective 3D printing systems (FFF, FDM, and FGF) and with the goal of achieving a circular economic system, it will be easier to grasp the benefits of this union. Finally, to give further solidity to this work, the last chapter will cover the aspect of materials with a focus on those most widely used in the 3D printing industry (PLA and PET) that have emerged from the literature review and case studies. These materials will then be compared with their more "environmentally friendly" versions, such as recycled PET and PLA reinforced with natural fibers, in order to find new and better options for future uses.

Il livello di inquinamento nel mondo continua ad aumentare ogni anno e i numerosi programmi di riciclaggio messi in atto dai governi mondiali, hanno riscontrato scarsi risultati in questo campo. Poichè i mezzi di produzione abitualmente usati hanno mostrato i loro limiti quando si tratta di ridurre l'impatto ambientale, ho deciso di studiare e analizzare le opportunità che potrebbe offrire un processo produttivo ancora emergente e rivoluzionario, come la manifattura additiva. Questo lavoro è il risultato dello studio della letteratura esistente e dell’analisi di casi studio, e si pone come obiettivo di esplorare il vero potenziale di questo sistema di produzione, valutando le opportunità che esso offre, per poter abilitare un vero e proprio sistema di economia circolare, cambiando i mezzi di produzione e trasformando la nostra società da un sistema economico di tipo lineare a uno circolare e più sostenibile. Partendo dallo studio della tecnologia della manifattura additiva e dal concetto di economia circolare, spiegherò nelle prossime pagine quali sono le strategie usate da numerose compagnie e brand per raggiungere sistemi economici circolari attraverso la manifattura additiva. Successivamente, attraverso un'approfondita analisi di casi studio di oltre trenta progetti, tutti strettamente legati all'utilizzo dei più efficaci sistemi di stampa 3D (FFF, FDM e FGF) e con l'obiettivo di raggiungere un sistema economico circolare, sarà più facile cogliere i benefici derivanti da questa unione. Infine, per dare ulteriore solidità a questo lavoro, l'ultimo capitolo tratterà l'aspetto dei materiali con un focus sui quelli più utilizzati nell'industria della stampa 3D (PLA e PET) emersi dall’analisi della letteratura e dai casi di studio. Questi materiali saranno studiati dal punto di vista meccanico per capire quali siano le opportunità e capacità che possono offrire.