Forschungsprojekt: ReUp-3D-Printwaste -- K Magazin

03/08/2021

Am KUZ startete das vom BMWi geförderte Forschungsprojekt "ReUp-3D-Printwaste". Wie der Kurztitel bereits andeutet, widmet sich das Projekt dem Recycling als auch der qualitativen Aufwertung von Druckabfällen mittels geeigneter chemischer Additive, um diese erneut im 3D-Druckbereich verwenden zu können.

SLS und FDM-Druck

Bild: Filament für den FDM-Druck; Copyright: Kunststoff-Zentrum Leipzig

Filament für den FDM-Druck. Quelle: Kunststoff-Zentrum Leipzig

Das Vorhaben fokussiert sich zum einen auf das Re- und Upcycling von Druckabfällen aus dem Bereich des selektiven Lasersinterns (SLS), hier konkret PA12-Altpulver, als auch auf Stützstrukturen und Fehldrucke aus dem Fused Deposition Modeling (FDM)-Druck. Hier liegt das Hauptaugenmerk auf PLA sowie dessen Wiederverwendung in Form von Filamenten im FDM-Druckbereich. Für die Bereitstellung hochwertiger Filamente wird im Projekt ein Upcycling des Altkunststoffes realisiert. Für die qualitative Aufwertung des Kunststoffes werden Kettenverkürzer und Antioxidanzien für PA12-Altpulver (hochmolekular) sowie Kettenverlängerer, Hydrolysestabilisatoren und Antioxidanzien für PLA untersucht. Hier kommen u. a. Entwicklungsprodukte von Spezialchemikalienherstellern zum Einsatz. Dem angestrebten Recycling von 3D-Druckabfällen ist nicht nur unter dem Aspekt der Kreislaufwirtschaft (Circular Economy), sondern auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten Beachtung zu schenken, da die Materialkosten (PLA-Filament: 25 bis 30 €/kg; PA12-Pulver: 80 bis 120 €/kg) den größten Posten der 3D-Druckbetriebskosten darstellen. Hohen Materialkosten stehen hohe Abfallraten beim SLS- (50 bis 70 %) sowie FDM-Druck (20 bis 30 %) gegenüber.

Aussteller und Produkte rund um Recycling:

Materialkombinationen für die industrielle Fertigung

Darüber hinaus zielt das Projekt auf die Generierung von SLS-FDM- als auch FDM-Materialkombinationen aus Druckabfällen ab. Die Motivation hierfür ist in der jüngsten Entwicklung des 3D-Druckbereiches zu sehen. Während sich die additive Fertigung in der Vergangenheit hauptsächlich auf die Fertigung von Prototypen konzentriert, zeichnet sich in der Zwischenzeit ein klarer Trend in Richtung der industriellen Fertigung von realen und funktionalen Bauteilen in kleinen und mittleren Stückzahlen ab. Demzufolge wird letztendlich auch der Bedarf an anwendungsoptimierten 3D-Druckmaterialien steigen, welche u. a. durch Materialkombinationen gestellt werden.

Projektphasen

Das Projekt gliedert sich in zwei Phasen: 1. Untersuchungen zum Kunststoff-Upcycling sowie Generierung und Charakterisierung von Materialkombinationen unter Verwendung von Neuware, 2. Erzeugung und Charakterisierung von Materialkombinationen aus Druckabfällen.