Forscher entwickeln neues 3D-Druckmaterial auf Basis von Lignin
Wissenschaftler des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums (DOE) entwickelten ein erneuerbares 3D-Druckmaterial auf Basis von Lignin. Lignin ist ein hartnäckiges Nebenprodukt der Bioraffinerie, an deren Verwendung bereits seit einiger Zeit gearbeitet wird. Die von den Forschern erdachte Verwendung als 3D-Druckmaterial scheint eine sehr profitable Möglichkeit zu sein.
Neben den technischen Eigenschaften der unterschiedlichen 3D-Drucker werden auch die verwendeten Materialien immer wichtiger. Zahlreiche Unternehmen wie BASF und das Fraunhofer Institut forschen an neuen Möglichkeiten und besonders die Herstellung umweltfreundlicher Filamente ist ein wichtiger Trend. So untersuchten Forscher aus Michigan bereits die Möglichkeit, Holzabfälle in der Möbelindustrie wieder zu verwerten. Als effektive Alternative sollen sie jedoch dieselbe Leistung aufbringen.
Die Studie zum neuen Material der Wissenschaftler wurde in einem Artikel der Science Advances veröffentlicht. Darin beschreiben die Forscher ihre Entdeckung . „Neue Einsatzmöglichkeiten für Lignin zu finden kann die Wirtschaftlichkeit des gesamten Bioraffinerieprozesses verbessern„, sagt Amit Naskar, Projektleiter des ORNL und begründet ihren Forschungsansatz.
Keine einfache Suche nach einem 3D-Druckmaterial auf Basis von Lignin
Lignin an sich ist sehr hitzeempfindlich und kann bei zu hoher oder zu langer Temperatureinwirkung zu dick werden, was die Extrusion deutlich erschwert. Um dies zu umgehen mischten die Forscher das Material mit Nylon. „Im gekoppelten Zustand zeigten die Materialien eine erhöhte Steifigkeit bei Raumtemperatur und eine geringere Schmelzviskosität.“ Weiterhin fügten die Forscher Kohlenstoff hinzu und es entstand ein Material mit, laut den Forschern ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und einer ausreichenden Festigkeit zwischen den Schichten.
Durch die Entdeckung könnte es möglich sein, die Kosten von Bioprodukten durch die neue Verwendung des Nebenproduktes Lignin zu senken. Der Ligninanteil des neuen Materials konnte von 40% auf 50% erhöht werden, ein großer Fortschritt auf der Suche nach einem umweltfreundlichen Druckmaterial auf Ligninbasis.
„Die Weltklasse-Kompetenzen von ORNL in der Materialcharakterisierung und -synthese sind entscheidend für die Herausforderung, Nebenprodukte wie Lignin in Produkte umzuwandeln, potenzielle neue Einnahmequellen für die Industrie zu erschließen und neuartige erneuerbare Verbundwerkstoffe für die fortgeschrittene Fertigung zu schaffen„, sagte Moe Khaleel, Associate Laboratory Director for Energy and Environmental Sciences beim ORNL.
Eines ist sicher, die Forschungsarbeit des amerikanischen Labors wird von unschätzbarem Wert sein, um die Entwicklung von Hybridmaterialien zu beschleunigen, die im Markt der additiven Fertigung immer wichtiger werden. Weitere Informationen dazu finden Sie im offiziellen Bericht des ORNL.
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