{"id":19923,"date":"2021-08-19T00:01:10","date_gmt":"2021-08-18T22:01:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=19923"},"modified":"2023-07-10T10:06:23","modified_gmt":"2023-07-10T08:06:23","slug":"feature-story-3d-druck-material-pla-nachhaltig-230720191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/feature-story-3d-druck-material-pla-nachhaltig-230720191\/","title":{"rendered":"Wie nachhaltig ist PLA Filament wirklich?"},"content":{"rendered":"

PLA<\/a> gilt nicht umsonst als eines der beliebtesten und meistgenutzten 3D-Druckmaterialien f\u00fcr FDM 3D\u2013Drucker<\/a>: Es l\u00e4sst sich gegen\u00fcber anderen Materialien sehr einfach drucken, was es gerade f\u00fcr Laien zum idealen Filament macht. Hinzu kommt, dass PLA im Vergleich zu anderen Materialien oft als nachhaltigeres und sichereres Material gesehen wird. Doch woher stammt diese Annahme? Und wie nachhaltig ist es wirklich? Um diese Fragen zu beantworten, haben wir nach der Meinung von Experten gefragt.<\/p>\n

Florent Port ist der Pr\u00e4sident von Francofil<\/a>, welche in der Normandie eine Vielzahl an 3D-Druckfilamenten entwickeln und produzieren. Nicolas Roux ist CEO bei Zimple 3D. Er verf\u00fcgt \u00fcber jahrelange Erfahrung im 3D-Druck und ist der Gr\u00fcnder von Zimple 3D. Mit seinen L\u00f6sunge, darunter beispielsweise Luftfilter, will er die Nutzung von 3D-Druckern vereinfachen. Jan-Peter Willie ist der Mitgr\u00fcnder von 3D4Makers, einem niederl\u00e4ndischen Filament Hersteller, was ihn zum Experten in der Kunststoffproduktion macht.<\/p>\n

\"pla\"<\/p>\n

Wir haben unsere Experten gefragt, welche Irrt\u00fcmer und Missverst\u00e4ndnisse es zum PLA-Filament gibt. Florent nennt als erstes eine der am h\u00e4ufigsten missverstandenen Eigenschaften<\/strong> von PLA: \u201eEs ist biologisch abbaubar<\/strong>, was impliziert, dass es keine Rolle spielt, ob Sie es in die Natur werfen.<\/em>\u201c<\/em> Unsere beiden andern Experten stimmen zu und Nicolas f\u00fcgt als weiteren Irrtum<\/strong> hinzu: \u201ePLA emittiert keine toxischen Emissionen<\/strong>.<\/em>\u201c<\/p>

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Wir wollen, \u00fcber die Irrt\u00fcmer bzw. Missverst\u00e4ndnisse \u00fcber PLA aufkl\u00e4ren und gleichzeitig mehr \u00fcber die Nachhaltigkeit dieses Materials erfahren. Somit werden wir uns haupts\u00e4chlich auf seine biologische Abbaubarkeit<\/strong>, seine Emissionen<\/strong> sowie die Herstellung<\/strong> des Materials und weitere Punkte wie Recyclebarkeit eingehen.<\/p>\n

Wie wird PLA hergestellt?<\/strong><\/h3>\n

PLA<\/a> (polylactic acid), auch Polymilchs\u00e4ure genannt, wird aus nachwachsenden und nat\u00fcrlichen Rohstoffen, wie beispielsweise Mais, gewonnen und geh\u00f6rt als synthetisches Polymer zu den Polyestern. Die St\u00e4rke (Glucose) wird aus den Pflanzen extrahiert und durch die Zugabe von Enzymen in Dextrose umgewandelt. Diese wird durch Mikroorganismen in Milchs\u00e4ure fermentiert, welche wiederum zu Polylactid umgewandelt wird. Durch Polymerisation werden langgliedrigen Molek\u00fclketten hergestellt, welche in ihren Eigenschaften Polymeren auf Erd\u00f6lbasis \u00e4hneln.<\/p>\n

An sich wird reines PLA also aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und basiert nicht, wie beispielsweise ABS, auf fossilen Rohstoffen. Das ist durchaus positiv, wenn man bedenkt, dass unser Erd\u00f6l eine endliche Ressource ist. Nun stellt sich allerdings auch die Frage, ob es rein ethisch vertretbar ist, Plastik aus Lebensmitteln herzustellen, wo unsere Weltbev\u00f6lkerung immer weiter w\u00e4chst und immer mehr Nahrung ben\u00f6tigt wird.<\/p>\n

Ein Kommentar von Jan-Peter zu diesem Thema: \u201eEs wird viel dar\u00fcber diskutiert, wie viel CO2<\/sub>, fossile Brennstoffe und Wasser bei der Herstellung von Biokunststoffen aus nat\u00fcrlichen Materialien insgesamt verbraucht werden und ob sie sich negativ auf Herstellung von Nahrungsmitteln auswirken. Um 1 kg PLA herzustellen, werden 2,65 kg Mais ben\u00f6tigt. Da jedes Jahr 270 Millionen Tonnen Kunststoff hergestellt werden, w\u00fcrde der Ersatz von konventionellem Kunststoff durch PLA aus Mais, 715,5 Millionen Tonnen aus der weltweiten Nahrungsmittelversorgung entfernen, zu einer Zeit zu der die Erderw\u00e4rmung die Produktivit\u00e4t der tropischen Landwirtschaft verringert.\u201c <\/em>Das bedeutet, dass bei einer Umstellung auf Bioplastik, die Felder f\u00fcr Nahrung, mit denen f\u00fcr Plastik konkurrieren m\u00fcssten. Da die Diskussion \u00fcber die Herstellung von Biokunststoffen den Inhalt dieses Artikels sprengen w\u00fcrde, wird dies nicht weiter analysiert. Auch \u00fcber die beiden Begriffe \u201abiologisch abbaubar\u2019 und \u201akompostierbar\u2019 und deren Unterschied wird viel diskutiert, weshalb sie hier kurz erl\u00e4utert werden.<\/p>\n

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Bildnachweis: gartenjournal.net<\/p><\/div>\n

Was bedeutet \u201ebiologisch abbaubar\u201c und \u201ekompostierbar\u201c?<\/strong><\/h3>\n

Jan-Peter: \u201e<\/em>Viele Menschen verwechseln \u201abiologisch abbaubar\u2019 mit \u201akompostierbar\u2019. \u201aBiologisch abbaubar\u2019 bedeutet im Allgemeinen, dass ein Objekt biologisch zersetzt werden kann, w\u00e4hrend \u201akompostierbar\u2019 typischerweise angibt, dass ein solcher Prozess zu Kompost f\u00fchrt<\/em>.\u201c <\/em><\/p>\n

Ein \u201abiologisch abbaubares\u2019 Material kann unter bestimmten anaeroben oder aeroben Bedingungen<\/strong> zersetzt werden. Allerdings wird fast jedes Material im Laufe der Zeit fr\u00fcher oder sp\u00e4ter in der Natur zersetzt. Somit m\u00fcssen die genauen Umweltbedingungen zur biologischen Abbaubarkeit explizit definiert werden.<\/p>\n

Kompostierung ist ein menschengemachter Prozess. Laut der Europ\u00e4ischen Norm EN13432<\/a> gilt ein Polymer oder eine Verpackung dann als \u201ekompostierbar\u201c, wenn es in einer industriellen Kompostieranlage, unter anderem, innerhalb von 6 Monaten zu mindestens 90 % durch Mikroorganismen in CO2 umgewandelt wird und Zusatzstoffe zu maximal 1% der Ausgangsmasse enthalten sind und unbedenklich sind (ungiftig & keine negativen Effekte auf das Pflanzenwachstum).<\/p>\n

\u201eThe Sustainable Citizen<\/a>\u201c fasst dies ganz gut zusammen: \u201eJede Kompostierung ist immer biologischer Abbau, aber nicht jeder biologische Abbau ist Kompostierung.\u201c<\/em><\/p>\n

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Verarbeitung von Bioabf\u00e4llen. Bildnachweis: Umweltbundesamt<\/p><\/div>\n

Kann man PLA wirklich als \u201ebiologisch abbaubar\u201c bezeichnen?<\/strong><\/h3>\n

Der in der Bewerbung von PLA Material h\u00e4ufig verwendete Begriff \u201abiologisch abbaubar\u2019, suggeriert, dass PLA, genau wie K\u00fcchenabf\u00e4lle, im heimischen Kompost oder in der Natur verrotten kann. Jedoch ist dies nicht der Fall.<\/em> Man kann PLA als \u201ebiologisch abbaubar bezeichnen, \u201eaber unter den besonderen Bedingungen der industriellen Kompostierung sollte man in diesem Fall eher sagen, dass es sich um ein abbaubares Polymer handelt<\/em>,\u201c sagte Florent. Jan-Peter meint: \u201ePLA ist kompostierbar, aber nur in einer industriellen Kompostieranlage<\/em>.\u201c<\/p>\n

Florent erkl\u00e4rt: \u201eDamit PLA wirklich abgebaut werden kann, sind industrielle Kompostierungsbedingungen<\/strong> notwendig, d.h. kontrollierte Temperatur<\/strong> und Feuchtigkeit<\/strong>, in Gegenwart von Mikroorganismen<\/strong><\/em>.\u201c Unter diesen industriellen Kompostierbedingungen kann PLA also innerhalb von ein paar Tagen, bis zu wenigen Monaten biologisch abgebaut werden. Die Temperaturen m\u00fcssen hierbei bei \u00fcber 55-70\u00baC liegen. Auch Nicolas best\u00e4tigt: \u201ePLA kann nur<\/strong> unter industriellen Kompostierungsbedingungen biologisch abgebaut werden.\u201c <\/em><\/p>\n

Leider kann der Begriff \u201abiologisch abbaubar\u2019, der von Herstellern und H\u00e4ndlern verwendet wird, f\u00fcr den Endverbraucher etwas irref\u00fchrend sein, wenn er nicht weiter definiert wird. Auch das Bundesumweltamt merkt in seinem Bericht<\/a> an, dass erh\u00f6ht Umweltauswirkungen durch Mikrokunststoff auftreten k\u00f6nnen, wenn aufgrund dieser kommunizierten biologischen Abbaubarkeit mehr Kunststoffe in der Umwelt entsorgt werden.<\/p>\n

In der freien Natur dauert es mindestens 80 Jahre bis PLA zersetzt ist, womit es im Meer und an Land neben konventionellem Kunststoff aus Erd\u00f6l genauso zur Umweltverschmutzung durch Plastik und vor allem Mikroplastik beitr\u00e4gt. Deshalb sollte PLA genauso wenig wie anderes Plastik in die Natur geworfen werden, in Heimkompostern oder im Biom\u00fcll landen. Das f\u00fchrt uns zu der Frage, was mit dem PLA passiert, sobald wir es wegwerfen.<\/p>\n

\"pla\"<\/p>\n

Kann PLA und anderes Bioplastik in allen Kompostieranlagen abgebaut werden?<\/strong><\/h3>\n

Die Antwort lautet: Nein. Ein Ergebnisberichts einer Umfrage der Deutschen Umwelthilfe (DUH)<\/a> mit fast 1000 deutschen Kompostieranlagen f\u00fcr bioabfall und Gr\u00fcnschnitt, stellte fest, dass 95% dieser Kompostieranlagen das Bioplastik nicht normgerecht kompostieren k\u00f6nnen. 80% dieser Kompostieranlagen, die den deutschen Bio- und Gr\u00fcnabfall kompostieren, empfanden Bioplastik als St\u00f6rstoff. Dies zeigt, dass PLA zwar in der Theorie biologisch abgebaut werden kann, in der Praxis aber die entsprechende Infrastruktur f\u00fcr den biologischen Abbau von PLA und anderen Biokunststoffen fehlt.<\/p>\n

Kann PLA recycelt werden?<\/strong><\/h3>\n

An sich kann PLA laut allen drei Experten recycelt werden. Jedoch merkt Florent an: \u201eEs gibt derzeit keine offizielle Sammlung von PLA-Abf\u00e4llen aus dem 3D-Druck. Tats\u00e4chlich erschweren die derzeitigen Kunststoffabfallkan\u00e4le die Unterscheidung von PLA von anderen Polymeren wie beispielsweise PET (Wasserflaschen), und die Verunreinigung dieser Materialien durch PLA beeintr\u00e4chtigt das Recycling.<\/em>\u201c Technisch ist PLA also recycelbar vorausgesetzt, dass die Sammlung ausschlie\u00dflich aus PLA besteht, ohne Kontamination durch andere Kunststoffe.<\/p>\n

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Bildnachweis: RepRad Ltd.<\/p><\/div>\n

Was Sie \u00fcber die Emissionen beim Druck von PLA wissen sollten<\/strong><\/h3>\n

\u00a0<\/strong>Viele Menschen denken, dass die Emissionen, die beim Druck von PLA freigesetzt werden, v\u00f6llig harmlos sind, da PLA einen eher s\u00fc\u00dflichen Geruch verstr\u00f6mt wenn man es druckt. Im Gegensatz dazu verstr\u00f6mt das Erd\u00f6l basierte ABS einen unangenehmen Plastikgreuch. Nicolas Roux, CEO von Zimple 3D ist Experte f\u00fcr Emissionen, von Filamenten und wir fragten ihn, welche Emissionen PLA wirklich beim Druck verstr\u00f6mt. Nicolas: \u201eWissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass PLA eine signifikante Menge an Nanopartikeln emittiert, die die alveolarkapill\u00e4re Barriere passieren und den gesamten K\u00f6rper durch das Blut kontaminieren k\u00f6nnen.<\/em>\u201c Unter dieser Barriere bzw. Membran versteht man den Teil der Lunge, \u00fcber den der Gasaustausch funktioniert, also die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid.<\/p>\n

\u201eDiese Partikel sind haupts\u00e4chlich Lactid, aber es k\u00f6nnen auch viele andere giftige Partikel freigesetzt werden, da die verwendeten Filamente sehr selten 100% PLA sind und bis zu 40% Additive enthalten. Deshalb findet man Tests, die zeigen, dass PLA Styrol, Chlormethyl und viele andere krebserregende Verbindungen emittiert, die in der chemischen Industrie bekannt sind.\u201c <\/em> Auch ein Bericht des Umweltbundesamts<\/a> best\u00e4tigt die Belastung durch Feinstaub, Nanopartikel und VOC (fl\u00fcchtige organische Verbindungen) beim extrusionsbasierten 3D-Druck von PLA und anderen Kunststoffen wie ABS, wobei die Emissionen von ABS h\u00f6her sein sollen als f\u00fcr PLA.<\/p>\n

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Um sich vor den Emissionen von PLA beim Druck zu sch\u00fctzen, kann beispielsweise ein Filtersystem verwendet werden. Bildnachweis: Zimple3D<\/p><\/div>\n

Wie gef\u00e4hrlich sind diese Emissionen?<\/strong><\/h3>\n

\u201eIn Abwesenheit eines konformen Sicherheitsdatenblattes sind die Gefahren von Filament zu Filament sehr unterschiedlich, obwohl sie bei allen vorhanden sind. Die verwendeten Additive und der Herstellungsprozess des Filaments, haben einen wesentlichen Einfluss darauf, wie gef\u00e4hrlich ihre Emissionen sind<\/em>\u201c, erkl\u00e4rt Nicolas Roux. Es ist also sicher, dass Nanopartikel beim Druck von PLA unkontrolliert in die Luft abweichen, und damit den K\u00f6rper des Anwenders kontaminieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

\u201eDaher ist es notwendig, sich selbst zu sch\u00fctzen, indem man das Risiko begrenzt<\/em>.\u201c Um den Emissionen nicht willk\u00fcrlich ausgesetzt zu sein, empfiehlt Nicolas nie in der N\u00e4he eines 3D-Druckers zu arbeiten, der in Betrieb ist, den Raum in dem gedruckt wird gut zu l\u00fcften sowie gegebenenfalls ein Filtersystem zu verwenden.<\/p>\n

Gibt es Filamente, die umweltfreundlicher sind als andere? Welche Alternativen gibt es zu PLA?<\/strong><\/h3>\n

Florent: \u201eBio-Filamente sind umweltfreundlicher als solche aus fossilen Ressourcen.<\/em>\u201c Jedoch kommt es hier auch sehr auf die zugesetzten Additive an, weshalb manche Hersteller wie Francofil auch PLA Filamente herstellen, deren Additive keine Chemikalien enthalten. Vielen ihrer PLA-Filamente sind Nebenprodukte (Abf\u00e4lle) wie Muscheln, Weizen und Kaffeesatz zugef\u00fcgt, welche sie zu 100% biobasiert macht.<\/p>\n

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PLA Filament mit biobasierten Additiven. Bildnachweis: Francofil.<\/p><\/div>\n

Nicolas ist er Meinung, dass es keine wirkliche nachhaltige Alternative f\u00fcr PLA Filament gibt: \u201eLeider kenne ich keine wirklich gr\u00fcnen und sicheren Filamente, die keine Partikel emittieren oder die in der Lage sind, sich selbst in der Erde oder in einem Ozean biologisch abzubauen. Die Bevorzugung von Filamenten mit konformen Sicherheitsbl\u00e4ttern europ\u00e4ischer Hersteller ist meiner Meinung nach eine verantwortungsvolle Haltung bei der Materialwahl<\/em>.\u201c Auch Jan-Peter empfiehlt europ\u00e4ische Filamente: \u201eBei bei PLA, das aus Asien kommt, gibt es viele Lieferanten, die nicht angeben, was in ihrem Filament ist<\/em>.\u201c Er f\u00e4hrt fort: \u201eEs gibt viele Kunststoffe, die aus nat\u00fcrlichen Rohstoffen hergestellt werden, aber sehr selten sieht man diese als Filament. Wahrscheinlich ist es schwierig, einen Filament daraus zu machen oder sie sind schlecht zu Drucken.<\/em>\u201c<\/p>\n

Jedoch gibt es Unternehmen, wie das kanadische Startup Genecis, die an der Entwicklung von Polymeren arbeiten, die in nat\u00fcrlichen Umgebungen nach ca. 12 Monaten abgebaut sein sollen. und aus Lebensmittelabf\u00e4llen bestehen. Au\u00dferdem gibt es inzwischen einige Hersteller, wie z.B. Nefilatek<\/a>, die recycelte Filamente anbieten. Das ist zwar noch immer Plastik, aber auf jeden Fall nachhaltiger als neues Material.<\/p>\n

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Genecis\u2018 PHA Plastik in seiner granularen Form bevor es veredelt und in Pellets umgeformt wird. Bildnachweis: Genecis.<\/p><\/div>\n

Fazit<\/strong><\/h3>\n

PLA besteht aus nachwachsenden Rohstoffen und ist in industriellen Kompostieranlagen biologisch abbaubar. Jedoch ist es aufgrund fehlender Infrastruktur schwierig, PLA wirklich industriell zu kompostieren oder auch zu recyceln. Auch PLA emittiert, entgegen der g\u00e4ngigen Meinung, gesundheitssch\u00e4dliche Stoffe, allerdings weniger als beispielsweise ABS. Das eigentliche Problem mit PLA Filamenten ist also, dass ihre Eigenschaften teilweise falsch kommuniziert<\/strong> und nicht klar definiert werden; in manchen F\u00e4llen kann sogar etwas Greenwashing hinzukommen.<\/p>\n

Insgesamt l\u00e4sst sich sagen, dass PLA durch seine Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen und der theoretischen M\u00f6glichkeit zum biologischen Abbau etwas nachhaltiger ist als Plastik aus fossilen Brennstoffen. Aber es ist und bleibt Plastik, welches die Natur und die Meere verschmutzt. Somit bleibt als einzig wirklich gr\u00fcne und realistische Alternative nur, so wenig Plastik wie m\u00f6glich zu verwenden, sei es nun \u201abiologisch abbaubar\u2019 oder nicht. Hei\u00dft auch im 3D-Druck sollte man wirklich nur das drucken, was man braucht, wenn man eine M\u00f6glichkeit sucht, nachhaltiger zu sein. Au\u00dferdem sollte man sein Bestes geben, das Plastik, das man dennoch verwendet, anst\u00e4ndig zu recyceln.<\/p>\n

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Nur das zu verwenden, was man wirklich braucht, ist die beste Alternative. Bildnachweis: Umeleon.<\/p><\/div>\n

Welche Erfahrungen haben Sie mit PLA Filament?\u00a0Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und kontaktieren Sie uns. M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>\u00a0und folgen Sie uns auf\u00a0Facebook,<\/a>\u00a0um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0zu finden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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