Paradoxal Surfboards: 3D-gedruckte Surfbretter aus Grünalgen

Bereits in der Vergangenheit haben wir über Vorhaben berichtet, welche den 3D-Druck zur Herstellung von diversen Sportgeräten nutzen. Darunter finden sich beispielsweise Applikationen von Unternehmen wie OECHSLER, Superstrata oder KAV. Mit  Paradoxal Surfboards wollen wir Ihnen ein weiteres spannendes Projekt vorstellen. Es handelt sich dabei um eine Inititative, welche von einem jungen Franzosen geleitet wird, der den Surfsport nachhaltiger gestalten will. Jérémy Lucas fokussiert sich mit seinem Vorhaben auf 3D-gedruckte Surfbretter, die mit umweltfreundlicheren Materialien entworfen werden und somit eine Alternative zu jenen darstellen,  welche aus Erdöl produziert werden. Aus den Grünalgen, die typischerweise an der bretonischen Küste angespült werden, ist es ihm gelungen ein ein Material zu entwickeln, das mit dem 3D-Druck kompatibel ist. So kann er das Abfallprodukt aus dem Meer recyceln und diesem neues Leben einhauchen. Wir haben mit Jérémy gesprochen, um mehr über dieses Projekt und seine Zukunftspläne in Erfahrung zu bringen.

3DN: Können Sie sich und Ihre Verbindung zum 3D-Druck kurz vorstellen?

Jérémy Lucas

Hallo, mein Name ist Jérémy Lucas, ich bin ein 32-jähriger Unternehmer und Surfer aus Frankreich und bin der Gründer von Paradoxal Surfboards. Die Freude am Surfen habe ich wohl vor etwa zehn Jahren während eines Roadtrips in Australien für mich entdeckt. Vom 3D-Druck hörte ich zum ersten Mal jedoch erst vor einigen Jahren in einer Fachzeitschrift, welche sich mit neuen Technologien beschäftigt. Damals erschien mir alles noch sehr futuristisch und unzugänglich, dass ich mich nicht weiter dafür interessiert habe.

Im Jahr 2019 beschloss ich dann zusammen mit meinem damaligen Partner ein Büro für mechanisches Design in Douarnenez zu gründen. Unter dem Namen FL3D wollten wir uns vor allem auf zwei Dinge konzentrieren: Industriedesign und CAD – für Fachleute wie Kesselbauer, Metallbauer, Blechbearbeiter etc.; außerdem haben wir mit Hilfe unseres Ultimaker 3D-Druckers, welcher in unserem kleinen 9 m² großen Büro installiert war, sehr spezifische Anfragen von Privatpersonen ausgeführt. Wir hatten jedoch Schwierigkeiten, dieses Angebot profitabel genug werden zu lassen.

Da es sich doch um eine relativ zeitaufwändige Technologie handelt, war schließlich klar: Entweder wir starten die Massenproduktion mit einem umfangreichen Maschinenpark, um die industrielle Nachfrage zu bearbeiten, oder wir produzieren ein innovatives Produkt mit hohem Mehrwert.

3DN: Wie ist die Idee zu Paradoxal Surfboards entstanden?

Im Dezember 2019, ging ich mit einigen Kollegen am Strand von Ris in Douarnenez mitten in einem Sturm surfen. An diesem Tag gab es Wellengang, Backwash und der Spot war voller Grünalgen (leider ein wiederkehrendes Phänomen in dieser Stadt). Während der Session ging ich mehrmals unter und bin in einem nicht so tollen Zustand aus dem Wasser zurückgekehrt: Kopfschmerzen, Erbrechen – ich war zwei Tage lang bettlägerig. Ich hatte einen Umwelt-Trigger und mir wurde bewusst, dass es an der Zeit war, mit mir verfügbaren Mitteln etwas gegen das Phänomen der Grünalgen zu tun.

Grünalgen häufen isch an der bretonischen Küste (Bild: Reporterre)

Eine Woche später, als wir dabei waren eine 3D-Druck-Bestellung fertigzustellen, fragte uns eine Kundin nach der Herkunft der Materialien, die für die 3D-Drucke verwendet würden. Wir teilten ihr mit, dass es sich dabei hauptsächlich um PLA handelt, einen pflanzlichen Kunststoff ohne Öl. Daraufhin hat uns die offensichtlich gut informierte Kundin aufgeklärt, dass das von uns verwendete PLA aus Maiszucker hergestellt wird, das zur Herstellung viel Wasser in Anspruch nimmt und tatsächlich Gebiete mit außergewöhnlicher Artenvielfalt verwüstet (und zudem auch ein GVO ist).

Also haben wir beschlossen über die Herstellung eines neuen thermoformbaren Materials für den 3D-Druck nachzudenken und dachten uns, warum nicht aus Grünalgen? Aber was könnte man aus diesem Material drucken? Die Verbindung war recht schnell hergestellt, als wir uns an die vergangene Surfsession in der Woche zuvor zurückerinnerten: „Lass uns Surfbretter aus gestrandeten Grünalgen 3D-drucken!“

Wir beschlossen, unserem Projekt den Namen „Paradoxal Surfboards“ zu geben, und zwar aus mehreren Gründen: Wie die Kollegen von YUYO in der Vergangenheit schon festgestellt haben, wollen wir mit dieser Initiative das „Paradox des Surfers“ symbolisieren. Surfer sind Personen, die durch ihre Sportausübung im Freien eine Sportart ausüben, was im respektvollen Umgang mit der Natur geschehen sollte. Surfer haben dabei jedoch keine andere Wahl, als für das notwendige Equipment Produkte aus Erdölverbundstoffen zu nutzen (Neoprenanzüge, Bretter aus Polystyrol oder Polyurethan, Handschuhe, Leash, usw.)

Ziel war es Surfbretter herzustellen, die ohne Erdöl als Rohstoff auskommen

„Paradox“ auch, denn wir kommen durch dieses Projekt dazu, die gestrandeten Grünalgen, die sonst Abfall betrachtet werden, aufzuwerten, ohne den begriff „upcyceln“ zu verwenden. In einer „cradle to cradle“-Taktik nutzen wir die im Meer gefundenen Abfälle zur Herstellung von Sportgeräten, welche das bei der Herstellung eines Surfbretts üblicherweise verwendete Öl (PU oder EPS) ersetzen und in einer anderen Form in den Ozean zurückkehren.

So entsteht ein neues Produkt aus den ursprünglich unerwünschten Algen, welche üblicherweise einen negativen kommerziellen Wert haben.Gemeinsam mit anderen Grünabfällen wurden diese nämlich lediglich als Dünger auf den Feldern genutzt, weil Menschen sonst keine Verwendung für die Algen sahen.

Ohne genauer auf die Mengen an Algen einzugehen, die jedes Jahr in unserer Nähe gesammelt werden oder auf die Menge an Seetang, die für die Herstellung eines einzigen Surfbretts notwendig ist, ist es uns bei Paradoxal Surfboards wichtig zu zeigen, dass eine sinnvolle Aufwertung des „Abfalls“, welchen man hier in der Bretagne in Hülle und Fülle findet, möglich ist. Unsere Surfbretter sind der Beweis, dass es eine hervorragende Alternative zu den sonst aus Erdöl hergestelltem Equipment gibt. Eine Alternative zu Produkten welche normalerweise giftig und nicht recycelbar sind und irgendwo weit weg produziert werden.

Wenn der Tag kommt, an dem es keine Grünalgen mehr gibt, werden wir unsere Expertise nutzen und Bretter aus gestrandetem Plastik herstellen (denn davon gibt es leider mehr als genug). Derzeit arbeiten wir auch an der Möglichkeit, unsere Surfbretter aus recycelten Fischernetzen (aus Strandungen) 3D zu drucken.

Bild: Paradoxal Surfboards

3DN: Wie werden 3D-gedruckte Surfbretter hergestellt?

Der Bauplan ist einfach, wenn er einmal erstellt ist, jedoch relativ komplex in der Umsetzung, da zuvor ein gewisses Maß an Multi-Skills erforderlich sind – daher waren drei Dinge für die Fertigstellung dieses Projekts unerlässlich:

Entwurf des Boards – Industriedesign – CAD:

Mit einem leeren Blatt die Planung von 3D-gedruckten Surfboards zu starten, war sicherlich keine leichte Aufgabe. Wir mussten das Gleichgewicht zwischen einem innovativen Design, das die richtige Menge an druckbarem Material für einen bestimmten Produktionsaufwand verwendet und innerhalb einer bestimmten Produktionszeit unter Berücksichtigung der Leistung des Boards, des Endgewichts und einer ausgewogenen Lastverteilung mit wenig Nachbearbeitungsaufwand finden. Unser gesamtes Geschäftsmodell hing quasi von diesem Spagat ab.

3D-Druck unter Verwendung eines neuen Materials:

Sobald der Entwurf des Boards steht, muss es mit dem entsprechenden Material (in einem großvolumigen 3D-Drucker) gedruckt werden. Bei unserem ersten Prototyp wird der Kern der Platte (der die herkömmlichen Schaumstoffblöcke ersetzt) in zwei Teilen gedruckt und anschließend thermisch verbunden werden. Die Einstellung der richtigen Druckparameter ist kompliziert  und erfordert einige Iterationen, bevor das Endprodukt über die tatsächliche Leistungsfähigkeit verfügt.

Bei unserem ersten Prototyp haben wir mit PLA gearbeitet. Für die zukünftigen Modelle wir ein neues thermoformbares Material auf der Basis von Grünalgenpulver aus Strandgut in Kombination m2007it recyceltem Dyneema, welches aus Offshore-Rennbooten stammt, genutzt werden.

Der Prototyp des Board wird mit einem großformatigen 3D-Drucker additiv gefertigt (Bild: Paradoxal Surfboards)

Beschichtung:

Sobald die innere Struktur des Bretts gedruckt wurde, muss diese versiegelt werden, indem sie mit einer Faser bedeckt und dann in einem Harz getränkt wird. Dies ist der Schritt des Laminierens. Bei diesem ersten Modell und mit recht großen Strukturzellen war die Reichweite der Faser ein Problem. Daher haben wir uns zunächst auf einen Prozess der Rückwärtslaminierung verlassen, indem wir Formen (Negativform der Platine) mit der CNC bearbeitet haben, um die Struktur integrieren und dann laminieren zu können. Dieser relativ komplexe Schritt ist das Ergebnis einer großartigen Zusammenarbeit von mehreren auf Verbundwerkstoffen spezialisierten Ingenieuren und Technikern aus der Bretagne.

3DN: Warum 3D-Druck?

Obwohl derzeit zeitaufwendig, stellt der 3D-Druck eine energiesparende Technologie dar und ermöglicht die Realisierung von Strukturen mit sehr komplexen Designs, die von einem Handwerker auf herkömmliche Weise kaum zu erreichen sind. Außerdem erlaubt der 3D-Druck die Verwendung einer Vielzahl von Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften. Inspiriert wurden wir von der lebenden Welt, von der Bionik, genauer gesagt von der Struktur einer Grünalge. Da die Berufung unseres Projekts darin besteht, Surfbretter aus gestrandeten Grünalgen in 3D zu drucken, fanden wir die Idee, uns von Lebewesen inspirieren zu lassen, um die innere Struktur unserer Bretter zu gestalten, ziemlich cool. Wir entwickeln derzeit neue Designs, immer noch inspiriert von dieser gleichen Idee der Bionik!

Bild: Paradoxal Surfboards

Der 3D-Druck ermöglicht es uns außerdem, die mit dem Brett verbundenen Teile zu drucken. Zum Beispiel konnten wir den Kern der Schwerter aus Maisstärke additiv fertigen und dann mit recyceltem Kohlenstoff aus Ozeanrennbooten, wie dem Vendée Globe, laminieren.

3DN: Welche Herausforderungen sehen Sie in der Herstellung von 3D-gedruckten Surfbrettern?

Paradoxal Surfboards war bis letzten März ein Intrapreneurial-Projekt, welches von einem jungen Start-up-Unternehmen ins Leben gerufen habe, welches ich mit geleitet habe und welches es heute leider nicht mehr gibt. Das Projekt schreitet deshalb momentan langsamer voran und meine größte Herausforderung ist es, das Projekt als alleiniger Leiter und nicht als Unternehmen „fortführen“ zu können.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, das neue thermoformbare Material aus grünen Seealgen erfolgreich zur Nutzung als 3D-Druckmaterial zu formulieren. Komplexe Vorbereitungsschritte, die Finanzierung, unzählige Tests… Es steckt eine Menge Arbeit hinter der Entwicklung eines solchen Materials. Aber es sind bereits viele Menschen involviert, welche allesamt an der Herstellung dieses ersten Surfboards beteiligt sind. Deshalb arbeite ich momentan im Blindflug weiterhin an meiner Vision.

3DN: Haben Sie letzte Worte für unsere Leserschaft?

Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen und/oder ihn geteilt haben! Ich wollte bei der gleichen Gelegenheit auch unsere Kollegen von Wyve Surfboards loben, die einen bemerkenswerten Job machen. Sie haben mich definitiv bei der Entwicklung dieses Projekts inspiriert und waren eine große Motivationsquelle bei der Durchführung dieser großen Herausforderung, welche darin besteht, das Surfen in seiner Gesamtheit respektvoller gegenüber unserer Umwelt werden zu lassen.

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Titelbildnachweis: Paradoxal Surfboards