{"id":85239,"date":"2021-02-19T07:26:35","date_gmt":"2021-02-19T06:26:35","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=85239"},"modified":"2021-09-09T19:33:14","modified_gmt":"2021-09-09T17:33:14","slug":"xometry-biologisch-abbaubare-materialien-fuer-den-3d-druck","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/xometry-biologisch-abbaubare-materialien-fuer-den-3d-druck\/","title":{"rendered":"Xometry: Biologisch abbaubare Materialien f\u00fcr den 3D-Druck"},"content":{"rendered":"

Xometry<\/a> ist ein Marktplatz f\u00fcr kundenspezifische Auftragsfertigung mit einem Netz von \u00fcber 4.000 Fertigungspartnern auf der ganzen Welt. Das Netzwerk bietet ein breites Spektrum von CNC-Bearbeitung, 3D-Druck und Blechfertigung \u00fcber Spritzguss, Druckguss, Stanzen und Strangpressen bis hin zum Urethanguss. Zu den Kunden von Xometry z\u00e4hlen BMW, Bosch, Dell Technologies, General Electric und die NASA. Von dem Unternehmen habe ich einen interessanten Artikel zu biologisch abbaubaren 3D-Druck-Werkstoffen erhalten, den ich hier weitergeben m\u00f6chte.<\/p>\n

Den 3D-Druck nutzen inzwischen Laien und Experten, um bislang unm\u00f6gliche Produkte zu erhalten. Sie bauen mit unterschiedlichen additiven Produktionsmethoden schnell und g\u00fcnstig selbst hochkomplexe Teile. Besonders f\u00fcr Prototypen oder kleine Serien setzen Hobbybastler additive Methoden ebenso gerne ein wie viele Wissenschaftler oder die Entwicklungsabteilungen gro\u00dfer Konzerne. Meist verwenden sie dabei Thermoplaste, also Kunststoffe, die sich gut erhitzen und dann Schicht f\u00fcr Schicht auftragen lassen. Deren gro\u00dfer Nachteil: Diese Materialien sind f\u00fcr die Umwelt eine Belastung und m\u00fcssen nach speziellen Regeln entsorgt werden.<\/p>\n

Die Forschung arbeitet daher intensiv an Alternativen zu umweltsch\u00e4dlichen 3D-Materialien. Diese k\u00f6nnten von der Natur wieder zersetzt werden. Dazu gibt es einige vielversprechende Ans\u00e4tze. Bislang sind die meisten Filamente dieser Art allerdings erst im Forschungsstadium. Breit verf\u00fcgbar ist heute nur die biologisch abbaubare Polymilchs\u00e4ure (PMA), besser bekannt unter dem englischen Namen Polylactic Acid (PLA). Verwendet wird sie meist als Besteck oder f\u00fcr Verpackungen in Gesundheitspflege, Textilien oder Lebensmittel.<\/p>\n

Es handelt sich bei diesem Material um ein Polyester aus Milchs\u00e4ure, die unter kontrollierten Bedingungen aus der Fermentation von Kohlenhydratquellen wie Zuckerrohr und St\u00e4rke gewonnen wird. PMA\/PLA wird dabei entweder durch die direkte Kondensation von Milchs\u00e4uremonomeren oder die Polymerisation von Lactid, einem Derivat der Milchs\u00e4ure, hergestellt. Eingesetzt wird PLA vor allem in der Technologie des FDM-3D-Drucks. Hier kann es wegen seiner thermoplastischen Eigenschaften geschmolzen und umgeformt werden. Die mechanischen Eigenschaften sind dann mit denen von Polypropylen und Polyurethan vergleichbar.<\/p>\n

PMA\/PLA wird aus erneuerbaren Quellen wie Mais hergestellt und ist deshalb gut f\u00fcr Lebensmittel oder medizinische Anwendungen einsetzbar. Biologisch abgebaut werden muss es sp\u00e4ter in speziellen Kompostieranlagen. Zudem ist es gegen\u00fcber den bekannten Kunststoffen auf Erd\u00f6lbasis weniger fest und kristallin. Ein anderer Biokunststoff ist Polyhydroxyalkanoate (PHA), das durch die Kultivierung spezieller Bakterien gewonnen wird. In den Zellen der Bakterien wird das Material synthetisiert und als stark reflektierendes Granulat extrahiert.<\/p>\n

PLA ist wohl das am weitesten verbreitete 3D-Druck-Material im FDM-Druck. F\u00fcr den 3D-Druck befindet sich PHA noch in der Entwicklung und ist deshalb f\u00fcr Anwender sehr teuer. Es ist aber deutlich schneller biologisch abbaubar als PLA und zersetzt sich in weniger als drei Monaten. Im Vergleich zu anderen Biokunststoffen weist PHA allerdings auch eine geringere Flexibilit\u00e4t und Festigkeit sowie geringere thermische Eigenschaften auf. Bislang wird das Material vor allem im Verbund mit anderen Kunststoffen verwendet.<\/p>\n

Aus Zellulose und Chitin wird FLAM (Fungal like additive material) produziert, ein neuartiges nat\u00fcrliches Material, das den 3D-Druck revolutionieren k\u00f6nnte. Noch wird intensiv daran geforscht, es ist nicht am Markt erh\u00e4ltlich. Die ersten Ergebnisse der Forschungen zeigen aber bereits, dass FLAM ein gro\u00dfes Potenzial als \u00f6kologisch nachhaltiges Material besitzt. Es handelt sich um ein ausgesprochen vielseitiges Material, dessen mechanische Eigenschaften fast identisch mit denen von Polyurethanschaum sind. Die nat\u00fcrlichen Ausgangsstoffe gibt es reichlich, das Material selbst wird nur ein Zehntel so teuer sein wie etwa PLA. Eine ebenfalls umweltfreundlichere Alternative zu biologisch abbaubaren Filamenten sind solche aus recyceltem Kunststoff.<\/p>\n

Die Mehrzahl der im 3D-Druck eingesetzten Kunststoffe k\u00f6nnte eigentlich wiederverwertet und zu neuen Ausgangsmaterialien verarbeitet werden. Auch abbaubare Verbundwerkstoffe werden k\u00fcnftig breit f\u00fcr additive Produktionsverfahren erh\u00e4ltlich sein. Dazu geh\u00f6rt die Kombination von PLA und PHA oder das Material WoodFill aus PLA und Holzfasern. Noch sind solche Materialien nicht weit verbreitet, Sie d\u00fcrften sich aber mit steigenden Umweltanforderungen immer mehr durchsetzen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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