TU Hamburg forscht an nachhaltigen 3D-Druck mit Papier

Es gibt bereits eine große Anzahl an Projekten, die mit Hilfe der additiven Fertigung für ein nachhaltigeres und umweltfreundliches Dasein gesorgt haben. Nun hat sich eine Forschungsgruppe der Technischen Universität Hamburg (TUHH) rund um Prof. Dr.-Ing. Claus Emmelmann mit der Frage beschäftigt, welche Gemeinsamkeit denn Eierkartons beziehungsweise Papier und nachhaltiger 3D-Druck gemeinsam haben könnten. Die Antwort auf diese Frage liefert ihr Projekt, welches den Namen „Green 3D Printing“ trägt und sich mit der Herstellung von Prototypen und Modellen beschäftigt, die als nachhaltiger gelten. In der Regel werden für die Fabrikation von Prototypen und auch Anschauungsmodellen Kunststoffe im 3D-Druck verwendet und da nicht alle verwendeten Materialien einem nachhaltigen Ursprung entstammen und oftmals nach dessen Verwendung als Prototyp entsorgt werden, entsteht somit ein eigentlich vermeidbarer Abfall. Besonders die Tatsache, dass alleine im Jahr 2019 in Deutschland rund 6,28 Millionen Tonnen an Kunststoffabfällen zustande kamen, wie das deutsche Umweltbundesamt erklärte, ist erschütternd. Daher fiel die Wahl der Forschenden der TUHH auf eine ressourcenschonendere und umweltfreundlichere Alternative mit Papierfaserwerkstoffe.

Es mag wohl eine besondere Alternative sein, die das Projekt „Green 3D Printing“ ins Visier nimmt: mit Papierfaserwerkstoffe – wohl auch bekannt als Pappmaschee, das zum Beispiel aus Eierkartons hergestellt werden kann, soll seine Verwendung in Zukunft als Material für den 3D-Druck finden. Das Projekt, welches mit Geldern des Förderprogramms „Calls for Transfer“ von der Wissenschaftsbehörde  mit einer Gesamtsumme von insgesamt 26.300 € gefördert wird, fokussiert sich hierbei gezielt auf den Aspekt der Nachhaltigkeit.

Erste Drucke wurden bereits mit Papier hergestellt (Bild: BWFGB)

Von Pappmaschee bis hin zum fertigen 3D-Druck-Material

Um zum Beispiel aus den vorherigen Eierkartons auch tatsächlich Material aus Papier für den 3D-Druck von Prototypen und Anschauungsmodellen herstellen zu können, nutzen die Forscher der Technischen Universität Hamburg dafür jede einzelne Papierfaser, die durch die Zugabe von Wasser und Klebstoff zu einer fließfähigen Masse vermischt wird. Auf Grund dieser Ausgangsbasis forscht das Team an der geeigneten Materialmischung, um dies anschließend tatsächlich für den 3D-Drucker verwenden zu können. Würde außerdem ein biologischer Klebstoff beigemischt werden, dann könnten diese additiv hergestellten Prototypen sogar im Biomüll entsorgt werden. Die Forschung der TUHH beschäftigt sich aber nicht nur mit der Herstellung von industriellen Prototypen, sondern ebenfalls für den Bereich der Endanwender und zur Herstellung von maßgeschneiderten Verpackungen, die für den Versand verwendet werden können.

Über dieses Projekt zeigt man sich in den Reihen der TUHH äußerst erfreut, wie Prof. Dr. Andreas Timm-Giel, Präsident der TUHH, bekräftigt: „Wir freuen uns, dass wir mit dem von uns initiierten Programm „Calls for Transfer“ wieder eine Reihe von innovativen Projekten unterstützen können; ganz besonders über das TU-Projekt „Green 3D Printing“ der TU Hamburg. Dieses Projekt ist ein eindrucksvolles Beispiel, wie Ingenieurslösungen den Ressourcenverbrauch signifikant reduzieren können und uns in eine nachhaltigere Zukunft führen können. Konkret werden hier die Nutzung von Papierfaserverbundwerkstoffen für den 3D-Druck erprobt. So kann eine nachhaltige Alternative für die kunststoffbasierte Fertigung von Prototypen und Anschauungsmodellen geschaffen werden. Ziel des Vorhabens ist nun die Entwicklung eines Anlagenprototypens zur Evaluierung der technischen und wirtschaftlichen Eignung.“ 

Die Forschungsgruppe der Technischen Universität Hamburg, im Detail am Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik, wurde bereits in der Vergangenheit auf internationalen Bühnen für ihre Arbeit im Beriech des 3D-Drucks ausgezeichnet: so wie zum Beispiel für den Innovationspreis der deutschen Wirtschaft 2014 für die Forschung des industriellen Metall-3D-Drucks oder auch den Zukunftspreis des Bundespräsidenten im Jahr 2015. Für das aktuelle Projekt zur Herstellung von 3D-Druck-Material laufen aktuell bereits die Arbeiten zur Patent-Einreichung. Falls Sie mehr über das Projekt von Papier als 3D-Druck Material erfahren möchten, dann klicken Sie bitte HIER.

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