Materiaalreductie

Materiaalreductie is het proces waarbij het gebruikte materiaal in producten en productieprocessen zo veel mogelijk wordt verminderd, terwijl functionaliteit en kwaliteit behouden blijven. Het doel is om grondstoffen, energie en afval te besparen en zo de milieubelasting te verlagen. Materiaalreductie is een kernprincipe van de circulaire economie en sluit aan bij concepten als materiaalefficiëntie, duurzaam ontwerp en productinnovatie.

Benaderingen en ontwerpprincipes: bij materiaalreductie gaat het om afwegingen in de hele waardeketen: ontwerp, productie, gebruik en end-of-life. Belangrijke principes zijn onder meer: minimaliseren van materiaalgebruik via lichtgewicht ontwerp en efficiënte materiaalka keuze; substitutie van zwaardere of minder recyclebare materialen; modulair ontwerp en ontwerp voor demontage; standaardisatie en vereenvoudiging van fabricageprocessen; en verlaging van materiaalverlies tijdens productie door procesoptimalisatie. Daarnaast worden langere levensduur en product-dienstverlening gestimuleerd om de totale materiaalstromen te beperken.

Methode en tools: in de praktijk wordt materiaalreductie ondersteund door methoden zoals life cycle assessment (LCA) om materiaalkosten en milieueffecten te kwantificeren, material flow analysis en ontwerp voor materiaalreductie (DfMR). Lean manufacturing en procesengineering helpen verspilling te beperken. Digitalisering, modelleren en prototyping maken het mogelijk vroegtijdig testen van verschillende ontwerpen. Substitutie van kritische of schaarse materialen kan risico's verminderen, mits veiligheid, prestaties en houdbaarheid gegarandeerd blijven.

Toepassingsgebieden en uitdagingen: toepassingsgebieden omvatten bouw, transport, consumentenelektronica en verpakkingen. Uitdagingen bestaan uit afwegingen tussen gewicht, sterkte, kosten en betrouwbaarheid, beschikbaarheid van materialen en recyclingmogelijkheden, en veranderende regelgeving en consumentenverwachtingen. Normen en richtlijnen zoals ecodesignregels en ISO-standaarden stimuleren materiaalreductie en efficiënte materiaalstromen.