Ein neues 3D-Druck-Filament aus recycelten Kaffeekapseln

Die additive Fertigung ist eine Technologie, die sich durch ihre Wiederverwertbarkeit auszeichnet. Diese Eigenschaft spiegelt sich in verschiedenen Aspekten des Prozesses wider – von der Verwendung einer Vielzahl von recycelten Materialien, die in für den Druck geeignete Filamente umgewandelt werden können, bis hin zur Möglichkeit der Wiederverwendung von fehlerhaften Bauteilen. Nun wurde ein neues 3D-Druck-Filament entwickelt, welches aus recycelten Kaffeekapseln hergestellt wird.

Einer Gruppe von Forschern der Bundesuniversität von São Carlos (UFSCar) und der Universität von Campinas (Unicamp) in Brasilien ist es zusammen mit der Manchester Metropolitan University (MMU) im Vereinigten Königreich gelungen, gebrauchte Kaffeekapseln als Ausgangsmaterial für die Herstellung von 3D-druckbaren Filamenten zu verwenden, mit dem Hauptziel, die Umweltbelastung zu verringern.

Herstellung der Filamente für den 3D-Druck

Auch wenn es bereits wiederverwendbare Kaffeekapseln gibt und einige Hersteller das Recycling von Aluminiumkapseln fördern, werden Kunststoffkapseln meist einfach weggeworfen. Laut einer Studie des Technologischen Forschungsinstituts (IPT) ist die Verwendung einer Kaffeekapsel bis zu 14 Mal umweltschädlicher als der Gebrauch eines Papierfilters.

Sprechen wir von der Kreislaufwirtschaft so liegt ein Prozess vor, in dem der durch eine ökonomische Aktivität erzeugte Abfall nicht als Umweltproblem, sondern als wertvolle Ressource betrachtet wird, die neue Initiativen vorantreiben kann. Das Projekt macht einen wichtigen Schritt in diese Richtung. Dabei stellten die Forscher fest, dass die Polymerbasis der Kapseln großes Potenzial für die Herstellung innovativer und hochwertiger Produkte bietet.

Um neue Lösungen für die Abfälle zu finden, haben Forscher elektrochemische Zellen mit nichtleitenden PLA-Fäden (Polymilchsäure) und elektrochemische Sensoren mit leitenden Fäden entwickelt, denen Ruß zugesetzt wurde. Ruß ist eine Form von parakristallinem Kohlenstoff, der bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entsteht. Bruno Campos Janegitz, Koordinator des Labors für Sensoren, Nanomedizin und nanostrukturierte Materialien (LSNano) an der UFSCar in Araras, Brasilien und Mitautor der Arbeit, erklärt, dass die elektrochemischen Sensoren zur Bestimmung des Koffeingehalts von grünem Tee und Arabica-Kaffee verwendet werden.

„Um ein nicht leitfähiges Material zu erhalten, müssen die PLA-Kapseln lediglich gewaschen und getrocknet und anschließend in einem beheizten System extrudiert werden. Um ein leitfähiges Material zu erhalten, muss vor dem Erhitzen und Extrudieren Ruß hinzugefügt werden. Das extrudierte Material wird dann abgekühlt und gewalzt, wodurch die gewünschten Filamente entstehen“, erklärt Bruno Campos Janegitz.

Dieses neue, aus Kaffeekapseln hergestellte Filament bringt ein großes Umdenken mit sich. Anstatt Abfall als schädlich für die Umwelt zu betrachten, wird er als wertvolle Ressource angesehen. Darüber hinaus trägt diese Methode nicht nur dazu bei, die Abfallmenge zu verringern, die auf Mülldeponien landet, sondern nutzt auch die vorhandenen Ressourcen optimal, so dass keine neuen Materialien verwendet werden müssen und die Umweltbelastung dementsprechend verringert wird. Die vollständige Studie finden Sie HIER.

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