SABIC und Local Motors analysieren Wiederverwendbarkeit von 3D-gedruckten Teilen
Nachhaltigkeit wird in einer Vielzahl von Branchen immer wichtiger – auch in der additiven Fertigung, insbesondere wenn es um die Entsorgung von Teilen geht. Viele Hersteller überlegen, wie sie nachhaltiger werden können, sowohl um der Umwelt zu helfen als auch um Kosten zu senken. Eine der Möglichkeiten, dies zu erreichen, ist der Versuch, sich einem zirkulären Fertigungsprozess zuzuwenden, der ein wichtiger Bestandteil der Kreislaufwirtschaft ist. Dabei werden hergestellte Teile in Materialien verwandelt und somit recycelt, damit diese für zukünftige Teile wiederverwendet werden können. Auch SABIC, einem weltweit führenden Unternehmen in der Chemie, und Local Motors, einem Fahrzeughersteller der nächsten Generation, ist dieses Thema ein Anliegen. Zusammen haben sie eine Studie abgeschlossen, welche auf dem zirkulären Fertigungsprozess basiert und belegen soll, ob Teile, die mit großformatiger additiver Fertigung (LFAM) hergestellt wurden, in neue Materialien recycelt werden können.
Die gemeinsame Studie von SABIC und Local Motors untersuchte die Realisierbarkeit des Recyclings von thermoplastischen Altteilen und die Einsparungen durch den 3D-Druckprozess. Um dies festzustellen, analysierten die Forscher die Druckfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften von Teilen, die mit SABICs LNP™ THERMOCOMP™ AM Compound hergestellt wurden, nachdem sie recycelt worden waren. Die Ergebnisse waren äußerst vielversprechend, obwohl die Forscher betonten, dass noch mehr Arbeit geleistet werden muss, bevor dies eine wirklich effektive Lösung darstellen würde.
Das SABIC-Forschungslabor in den Niederlanden, wo Studien wie diese durchgeführt werden (Bildnachweis: SABIC)
Die Projektstudie und ihre Ergebnisse
Wie bereits erwähnt, war es das Ziel dieser Studie, nachhaltige Alternativen zur Deponierung großer, gedruckter Teile zu erforschen, um eine breitere Akzeptanz von LFAM zu veranlassen. Derzeit gibt es keine etablierte Wertschöpfungskette für die Wiederverwertung von LFAM-Teilen und -Ausschüssen nach der Produktion. Außerdem waren die meisten recycelten Teile bisher kleiner und bestanden aus Materialien wie PLA, das bereits als biologisch abbaubar konzipiert ist.
In der Studie selbst testeten SABIC und Local Motors die Druckfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften von SABICs LNP™ THERMOCOMP™ AM Compound, nachdem es gedruckt, wiederaufbereitet, gemahlen und in Pelletform wiederverarbeitet wurde. Ziel war es, herauszufinden, wie sich dieses Material verhält und ob die Degradation durch mehrere Wärmezyklen die Möglichkeiten der Wiederverwendung des Materials einschränken würde. Für den Test wurden sechs Materialproben des Compounds hergestellt, die jeweils 0, 15, 25, 50, 75 und 100 Prozent wiederaufbereiteten Anteil enthielten.
SABICs LNP™ THERMOCOMP™ AM Compound (Bildnachweis: SABIC)
Die Ergebnisse waren vielversprechend. Jede Probe wurde verwendet, um ein Sechseck auf der Big Area Additive Manufacturing (BAAM) Maschine von SABIC zu drucken. Alle Proben konnten gut gedruckt werden und zeigten „eine glatte und glänzende Oberfläche sowie gerade, gleichmäßige Schichten, die keine Probleme mit dem Materialfluss aufwiesen.“ Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften getestet. In diesem Fall zeigten die Ergebnisse exzellente Zugfestigkeitseigenschaften – allerdings nur bei Proben mit geringeren Anteilen an Regenerat. „Inkrementelle Verschlechterungen“ wurden bei Proben mit größeren Anteilen an Regenerat festgestellt, was zu einer Verringerung der Zugfestigkeitseigenschaften um 20 % auf der x-Achse und um 15 % auf der z-Achse bei der Probe mit 100 % Anteil an Regenerat führte. Laut der Pressemitteilung ist dieses Ergebnis jedoch typisch für Regenerat, das in anderen Prozessen wie dem Spritzgießen verwendet wird.
Walter Thompson, Senior Application Development Engineer bei SABIC, äußerte sich zu den Ergebnissen wie folgt: „Da die Einführung der großformatigen additiven Fertigung immer schneller voranschreitet, ist es wichtig, nachhaltige Alternativen zur Deponierung großer, gedruckter Teile zu finden. SABIC und Local Motors haben untersucht, wie praktikabel die Verwendung von mechanisch zerkleinertem Ausschussmaterial und Altteilen ist, die von LFAM stammen. Unsere Studie zeigte ein großes Potenzial für die Wiederverwendung dieser Materialien und ist ein erster Schritt zur Unterstützung der Wiederverwendung innerhalb der Wertschöpfungskette.“ Mehr Informationen dazu finden Sie in der Pressemitteilung.
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