{"id":81639,"date":"2020-11-18T07:26:52","date_gmt":"2020-11-18T06:26:52","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=81639"},"modified":"2020-11-16T11:25:56","modified_gmt":"2020-11-16T10:25:56","slug":"additive-fertigung-holzpaste-ermoeglicht-umweltfreundlichen-3d-druck-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/additive-fertigung-holzpaste-ermoeglicht-umweltfreundlichen-3d-druck-2\/","title":{"rendered":"Additive Fertigung: Holzpaste erm\u00f6glicht umweltfreundlichen 3D-Druck"},"content":{"rendered":"

Forschern der Universit\u00e4t Freiburg und des Freiburger Materialforschungszentrums<\/a> ist es gelungen, eine holzbasierte Biopaste f\u00fcr den 3D-Druck zu entwickeln. Woodmimetics3D ist ein wahres Leichtgewicht und soll auch in der Herstellung \u00f6konomisch wettbewerbsf\u00e4hig sein.<\/p>\n

\u201eWir nennen das neue Material Biotinte, weil wir damit drucken k\u00f6nnen. Allerdings drucken wir nicht auf Papier, sondern dreidimensional\u201c, sagt Lisa-Sophie Ebers, Doktorandin an der Universit\u00e4t Freiburg. Die polymere Paste l\u00e4sst sich im Direct Ink Writing verarbeiten und soll gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr den Leichtbau liefern. Entwickelt wurde sie mit bionischen Ans\u00e4tzen.<\/p>\n

Durchg\u00e4ngige Kreislaufwirtschaft
\nDer Biowerkstoff besteht ausschlie\u00dflich aus holzbasierten Rohstoffen. Konkret enthalten sind Lignin und Hydroxypropylcellulose, ein aus der Pharma-, Kosmetik und Lebensmittelindustrie bekannter Zusatzstoff (E463). Hinzu kommen Wasser, Ethanol und Essigs\u00e4ure als L\u00f6sungsmittel.<\/p>\n

\u201eWir erwarten, dass Woodmimetics3D einen vorteilhaften \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck hat, da die verwendeten Rohstoffe nachwachsend und die Materialien zudem am Ende des Lebenszyklus biologisch abbaubar sind\u201c, zeigt sich Prof. Marie-Pierre Laborie von der Professur f\u00fcr Forstliche Biomaterialien an der Universit\u00e4t Freiburg \u00fcberzeugt.<\/p>\n

Das Material ist nicht nur biobasiert, sondern auch zu 100 Prozent abbaubar. Untersucht wurde das mithilfe von Pilzen; die biologische Abbaubarkeit zeigte \u00c4hnlichkeiten mit der von PLA (Polylactiden). Somit lie\u00dfen sich die Bauteile nach dem Ende ihrer Lebensdauer wieder dem Stoffkreislauf zuf\u00fchren.<\/p>\n

Neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr Holz- und Papierindustrie
\nVerglichen mit den wenigen kommerziellen Lignin-basierten Produkten besitzt Woodmimetics3D mit bis zu 50 Prozent einen hohen Anteil an Lignin. Da der Rohstoff bei der Papierherstellung als Abfallprodukt anf\u00e4llt und derzeit 98 Prozent davon verbrannt werden, er\u00f6ffnet die Biopaste hier neue M\u00f6glichkeiten bei der Verwertung.<\/p>\n

Woodmimetics3D k\u00f6nnte damit eine Schl\u00fcsselrolle in der Bio\u00f6konomie einnehmen, vor allem in Baden-W\u00fcrttemberg. Denn durch den Waldreichtum und die N\u00e4he zum Rohstoff Holz ist das Bundesland einer der wichtigsten Standorte f\u00fcr die Holz- und Papierindustrie.<\/p>\n

Verarbeitung bei Raumtemperatur
\nEin weiterer Vorteil der Biopaste ist, dass zum Verarbeiten des Materials nur wenig Energie aufgewendet werden muss. Denn Woodmimetics3D besitzt f\u00fcr das Direct Ink Writing besonders vorteilhafte rheologische Eigenschaften. Ebers erkl\u00e4rt: \u201eBeim 3D-Druck verringert sich die Viskosit\u00e4t des Werkstoffs allein durch die Scherbeanspruchung w\u00e4hrend des Prozesses. Deshalb k\u00f6nnen wir das Material bei Raumtemperatur verarbeiten.\u201c<\/p>\n

F\u00fcr technische Bauteile aus dem holzbasierten Rohstoff spielt au\u00dferdem die Haftung der Filamente untereinander eine wichtige Rolle. Sie ist f\u00fcr die mechanischen Eigenschaften des Bauteils entscheidend. Bei Woodmimetics3D l\u00e4sst sich dieser Parameter durch das Verh\u00e4ltnis zwischen L\u00f6sungsmittel und Feststoffen einstellen. Das bringt viele Vorteile f\u00fcr den Leichtbau.<\/p>\n

Potenzial f\u00fcr den Leichtbau
\nDer gro\u00dfe Vorteil von Woodmimetics3D im Leichtbau ist seine geringe spezifische Dichte von 0,7 kg\/m3. Der Werkstoff ist somit leichter als viele Metalle oder erd\u00f6lbasierte Polymere. Zudem lassen sich mit ihm Lattice-Strukturen im 3D-Druck herstellen und so das Gewicht der Bauteile weiter reduzieren.<\/p>\n

Das Material bietet sich so als nachhaltige Alternative in vielen Leichtbau-Anwendungen an. Denkbar sind zum Beispiel Verbindungsteile in Leichtbau-Konstruktionen oder Formteile zum Einsatz in der Konsumg\u00fcter-, Automobil- und Luftfahrt-Branche. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften sind auch Anwendungen als Schutzausr\u00fcstung, wie beispielsweise individualisierte Helme, denkbar.<\/p>\n

Au\u00dferdem k\u00f6nnten, um den CO2-Fu\u00dfabdruck eines Produkts zu reduzieren, Teile aus Woodmimetics3D solche auf Erd\u00f6l-Basis in Innenr\u00e4umen von Automobilen und Flugzeugen ersetzen. Die gew\u00fcnschte Struktur kann der geplanten Form und Funktion folgend digital entwickelt werden, ohne dass Investitionskosten f\u00fcr Produktionsmittel anfallen.<\/p>\n

Aktuell sucht das Freiburger Forschungsteam Industriepartner f\u00fcr m\u00f6gliche Anwendungen, um gemeinsam die technologische Entwicklung voranzutreiben.<\/p>\n

Woodmimetics3D wurde von der Wirtschafts- und Wissenschaftsf\u00f6rderung Leichtbau BW im Rahmen ihres \u201eThinKing\u201c vorgestellt. Das Label gibt Leichtbau-Projekten aus Baden-W\u00fcrttemberg monatlich eine Plattform.<\/p>\n

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