Die additive Fertigung, auch als 3-D-Druck bekannt, hat viele Anwendungsmöglichkeiten. Es können zum Beispiel durch die sogenannte Topologieoptimierung Gewicht oder durch Systemintegration Montageschritte eingespart werden. Solche Anwendungsfälle mit industriellem Bezug werden im Labor für additive Fertigung am Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier untersucht.

Doch was soll man tun mit Kunststoffabfällen, die beim Drucken anfallen? Diese Frage wird seit Jahren im Labor untersucht. Die Abfälle können zu 100 Prozent für den Druckprozess aufbereitet werden. Sie werden hierzu zerkleinert, aufgeschmolzen in der Regel mit neuem Granulat vermischt und zu einem dünnen Draht, dem Filament, extrudiert. Dieses Filament wird während des 3-D-Drucks erneut aufgeschmolzen und schichtweise zu dem gewünschten Modell aufgebaut.

Die Wissenschaftler am Umwelt-Campus trieb jedoch die Frage an, wie der Prozess robuster gegen Fehler, zum Beispiel kleine Fremdpartikel, und der Druckprozess beschleunigt werden kann. Mit dieser Motivation entwickelten die Forscher einen pelletbasierten 3-D-Drucker. Dieser kann Pellets aus dem Kunststoffspritzguss sowie zerkleinerte Abfallstoffe direkt verdrucken. „Das Recycling wird nochmals effizienter durch den Entfall des Prozessschritts der Filamentherstellung“, erklärt Prof. Michael Wahl, der Leiter der Arbeitsgruppe. Mit dem Drucker können Objekte bis zu einer Größe von 800 mal 800 mal 1200 Millimeter hergestellt werden. Der Drucker wurde insbesondere in den Abschlussarbeiten von Michael Blug und Bruno Gallace entwickelt und aufgebaut.

Die Vorarbeiten sind von so hoher Qualität, dass die Weiterentwicklung von der Carl-Zeiss-Stiftung für ein Jahr mit 75.000 Euro in dem Projekt „Energie- und ressourceneffiziente additive Fertigung mit Recyclingkunststoffen durch den Einsatz eines Pellet-3-D-Druckers (Pellet-3D)“ gefördert wird. Dies bietet dem Team die Chance, die Ideen zur Energieeinsparung beim Recyclingprozess weiterzuentwickeln und die Effizienz weiter zu steigern. red

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