Der schlechte Ruf von Plastik könnte bald der Vergangenheit angehören: Eine Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Rolf Mülhaupt entwickelt derzeit am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) so genannte sortenreine Verbundwerkstoffe, die sowohl aus fossilen als auch aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt und rückstandsfrei recycelt werden können. Auch aus Abfallprodukten wie Orangenschalen und Altpapier sollen neue Materialien entstehen, die für den 3D-Druck von Nutzen sind.
Verbundwerkstoffe eignen sich für 3D-Druck
Das Besondere an den sortenreinen Verbundwerkstoffen ist, dass sie auf Basis von Kohlenwasserstoffmaterialien erzeugt werden, die sich ohne Zugabe von Fremdstoffen selbst verstärken und durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit auszeichnen. „Sie lassen sich als Rohstoff- und Energiequellen nutzen und eignen sich auch für den 3D-Druck“, sagt Timo Hees. Sein Kollege Carl Schirmeister ergänzt: „Die Verbundwerkstoffe können künftig im nachhaltigen Leichtbau, bei der Herstellung orthopädischer Hilfsmittel wie Orthesen sowie bei Kunststoffgetrieben nützlich sein.“
Mineralisierung mit Silikat verbessert die Eigenschaften
Quasi im Labor nebenan stellen Anne Asmacher und Benjamin Stolz aus Abfallprodukten Materialien her, die für den 3D-Druck geeignet sind. Dazu wird das chemisch unbehandelte Altpapier zunächst zerkleinert und mit Stärke versetzt, sodass eine Paste entsteht, die 3D-Drucker verarbeiten können. „Durch die Mineralisierung mit einem Silikat können die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Entflammbarkeit erhöht werden“, sagt Benjamin Stolz. Aufgrund der niedrigen Dichte sei das Material insbesondere für Anwendungen im Leichtbau geeignet.
Darüber hinaus haben die Forscher mit Limonen, einem Inhaltsstoff von Orangenschalen gewonnen, Verbindungen hergestellt, die sich durch eine niedrige Viskosität auszeichnen. Sie eignen sich laut Anne Asmacher unter anderem für die additive Fertigung von Spritzgussformen. (op)
Kontakt zum Freiburger Materialforschungszentrum
Freiburger Materialforschungszentrum
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Fahnenbergplatz
79085 Freiburg
Sortenreine Verbundwerkstoffe:
Timo Hees, Carl Schirmeister
Tel.: 0761/203–4806
E-Mail: timo.hees@fmf.uni-freiburg.de
E-Mail: carl.schirmeister@fmf.uni-freiburg.de
Material für 3D-Druck aus Abfallprodukten:
Anne Asmacher, Benjamin Stolz
Tel: 0761/203–4797 und –6299
E-Mail: anne.asmacher@fmf.uni-freiburg.de
