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Filament aus recycelten PET Abfall – Chancen für das Militär

Am 14. September 2018 von Jacqueline O. veröffentlicht
recyceltes PET als Filament

Die additive Fertigung wird in allen Bereichen durch ihre Fortschrittliche Technologie und die zahlreichen Möglichkeiten immer attraktiver. So ebenfalls für die U.S. Army, welche nun bereits ihre eigenen Projekte in der Technologie hat.

In Zusammenarbeit mit dem U.S. Marine Corps arbeitet das U.S. Army Research Laboratory an der Verwendung von Abfallkunststoffen wie PET Flaschen für die Herstellung neuer 3D-Druckteile. Die Idee, Abfälle für den 3D-Druck zu nutzen ist nicht neu. Bereits Unternehmen wie Precious Plastic oder Searious Business haben hier angesetzt. Nun entdeckt die U.S. Army das Potenzial von PET Flaschen.

Das U.S. Army Research Laboratory ist Teil des U.S. Army Research Development and Egineering Command, deren Mission es ist, innovative Forschungs-, Entwicklungs- und Ingenieursleistung zu erbringen welche das Militär in entscheidenden Situationen unterstützen.

Auf benötigte Ersatzteile mussten die außerhalb stationierten Soldaten bislang oft Wochenlang warten. Sie sind abhängig von einer externen Lieferkette, oder müssen unter viel Aufwand alle möglicherweise benötigten Ersatzteile direkt transportieren. Um diese Kosten und Umstände zu senken, haben sich die Forscher nach Alternativen umgesehen.

Ressourcen für ein neues 3D-Filament

PET-Kunststoffe wie Wasserflaschen und Verpackungen gehören beim Militär zu den produktivsten Abfällen. Alleine Wasserflaschen werden in großen Mengen benötigt und nach Verwendung einfach weggeschmissen. Die Forscher sahen hier die Möglichkeit, den Abfall vor Ort mithilfe des 3D-Druck wiederzuverwenden. Dadurch würde der Aufwand des Transportes entfallen, zusätzliche Kosten für die Entsorgung der PET-Flaschen würde reduziert werden und die Soldaten wären deutlich unabhängiger.

Filament aus recycelten PET Abfall

PET Flaschen sind einer der Hauptabfallprodukte an den Stationen

„Im Idealfall müssten die Soldaten nicht darauf warten, dass der nächste Lieferwagen wichtige Ausrüstung enthält“, sagt Dr. Nicole Zander. „Stattdessen können sie grundsätzlich in die Cafeteria gehen, weggeworfene Wasserflaschen, Milchbehälter, Kartons und andere wiederverwertbare Gegenstände sammeln und diese Materialien als Ausgangsmaterial für 3D-Drucker verwenden, um Werkzeuge und andere Geräte herzustellen.

Die Forschung von Nicole Zander und Co-Mitarbeiter Captain Anthony Molnar zielt darauf ab, Filament aus recycelten PET Abfall herzustellen. Die Filamentherstellung aus 100 prozentig recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) von Flaschen geschieht ohne jegliche chemische Modifikation oder Zusatzstoffen und ist bereits in den Testphasen.

Prüfung vom Filament aus recycelten PET Abfall

Das neue Ausgangsmaterial ist im Bezug auf die mechanischen Eigenschaften mit bestehenden, handelsüblichen Filamenten zu vergleichen. Es wurde bereits ein mechanischer Test im Labor durchgeführt. Hierfür wurde eine Halterung für ein Autoradio 3D-gedruckt. Benötigt wurden für dieses Objekt zehn Wasserflaschen und der Druck dauerte insgesamt zwei Stunden.

Die Zugfestigkeit des 3D-gedruckten, recycelten PET hat ähnlich hohe Qualitäten wie handelsübliche Filamente. Recyceltes Filament könnte so das handelsübliche in einer Vielzahl von Kunststoffteilen ersetzen.

Filament aus recyceltem PET

Weiterhin werden chemische Analysen, sowie Analysen zur thermischen Stabilität durchgeführt um verstärkt an der Herstellung und Verwirklichung von recycelbaren Filamenten zu arbeiten.

„Die Armee hat bei dieser Anwendung wirklich über den Tellerrand hinausgeschaut und ein lästiges Abfallprodukt in eine wertvolle Ressource verwandelt“, sagte Steve Post, Geschäftsentwicklungsmanager bei Thermo Fisher, dem Hersteller der Ausrüstungen, die die Armee zur Herstellung ihres Filaments verwendet.

Bisher wurden sowohl Kleinteile, als auch Objekte größeren Ausmaßes gedruckt. Die additive Fertigung bietet der Armee zahlreiche Vorteile gegenüber der traditionellen Fertigung. Die Objekte können eine höhere Komplexität aufweisen, die Umwelt wird geschont und die Kosten deutlich gesenkt.

Vor allem jedoch ist es nicht mehr nötig, einen großen Vorrat an Ersatzteilen für jegliche Notfälle dabei zu haben. Sie können vor Ort mit vorhandenen Materialien einfach gedruckt werden.

Zander und Molnar bauen nun an einer mobilen Recyclinganlage, sodass dies wirklich von den Soldaten selbst umgesetzt werden kann. Sie können selbst das Kunststoff umwandeln und mithilfe eines 3D-Druckers neue Ersatzteile erstellen.

Auf der 256. National Meeting & Exposition der American Society (ACS) stellten die Forscher ihre Arbeit vor.

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