Nachwachsende Rohstoffe: Der 3D-Druck ist eine innovative Technologie, die es ermöglicht, komplexe und individuelle Objekte aus verschiedenen Materialien zu erstellen. Doch wie nachhaltig ist der 3D-Druck? Viele der verwendeten Materialien basieren auf Erdöl oder anderen nicht erneuerbaren Ressourcen, die die Umwelt belasten und knapp werden können. Gibt es Alternativen? In diesem Artikel stellen wir Ihnen einige Beispiele vor, wie nachwachsende Rohstoffe im 3D-Druck genutzt werden können oder könnten.
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Was sind nachwachsende Rohstoffe?
Nachwachsende Rohstoffe sind Pflanzen oder Tiere, die als Rohstoffe außerhalb der Nahrungsmittelindustrie industriell angebaut oder gezüchtet werden. Sie haben den Vorteil, dass sie CO2 aus der Atmosphäre binden und somit zum Klimaschutz beitragen können. Außerdem sind sie meist biologisch abbaubar oder kompostierbar und reduzieren so den Müll.
Welche nachwachsenden Rohstoffe werden im 3D-Druck verwendet?
Eine Möglichkeit, nachwachsende Rohstoffe im 3D-Druck zu verwenden, ist die Herstellung von Filamenten aus Biokunststoffen. Biokunststoffe sind Kunststoffe, die ganz oder teilweise aus pflanzlichen oder tierischen Bestandteilen bestehen. Ein Beispiel dafür ist das PBS-Filament von BIOVOX Biokunststoffe, das aus Zuckerrohr hergestellt wird und zu Hause kompostierbar ist. Zudem gibt es zahlreiche Hersteller von Filamenten mit Holzkomponenten.
Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Naturfasern als Verstärkungsmaterial für Kunststoffe. Naturfasern sind pflanzliche Fasern wie Baumwolle, Flachs, Hanf, Ramie, Jute oder Sisal. Sie können die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen verbessern und gleichzeitig den Kunststoffverbrauch reduzieren. Ein Beispiel dafür ist das Flüssigholz-Arboform von Tecnaro, das aus Lignin (ein Bestandteil von Holz) und Naturfasern besteht und sich für den 3D-Druck eignet.
Flachs-, Hanf-, Jute- oder Sisalfasern im 3D-Druck
Flachs-, Hanf-, Jute- oder Sisalfasern sind pflanzliche Naturfasern, die aus verschiedenen Pflanzen gewonnen werden. Sie haben eine hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit und können daher als Verstärkungsmaterial für Kunststoffe dienen. Einige Beispiele für solche Faserverbundwerkstoffe sind:
- PLA mit Flachsfaser von BioFila, das eine holzähnliche Optik und Haptik hat und sich für den 3D-Druck von Möbeln oder Dekorationen eignet.
- PLA mit Hanffaser von 3D Fuel, das eine natürliche Farbe und Textur hat und sich für den 3D-Druck von Schmuck oder Spielzeug eignet.
- PLA mit Jutefaser von BioInspiration, das eine hohe Festigkeit und Steifigkeit hat und sich für den 3D-Druck von technischen Teilen eignet.
- PLA mit ALGA von Filamentive, das aus Algen besteht und eine hohe Schlagzähigkeit und Flexibilität hat und sich für den 3D-Druck von Gehäusen oder Schalen eignet.
Diese Faserverbundwerkstoffe haben den Vorteil, dass sie einen höheren Anteil an nachwachsenden Rohstoffen haben als reine Kunststoffe. Außerdem können sie die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs verbessern und gleichzeitig das Gewicht reduzieren. Sie sind jedoch auch teurer als reine Kunststoffe und erfordern möglicherweise spezielle Einstellungen beim 3D-Drucken, wie z.B. eine höhere Drucktemperatur oder eine größere Düse.
Welche weiteren nachwachsenden Rohstoffe könnten künftig im 3D-Druck verwendet werden
Neben den bereits genannten Beispielen gibt es noch viele weitere nachwachsende Rohstoffe, die potentiell für den 3D-Druck interessant sein könnten. Einige davon werden bereits in anderen Bereichen der Industrie eingesetzt und könnten auch für den 3D-Druck adaptiert werden.
Im Rahmen des Forschungsprojekts AMSax (Sustainable Additive Manufacturing in Saxony) geht man ganz neue Wege. Dort wird beispielsweise der 3D-Druck durch Aprikosenkernmehl weiter entwickelt.
Ein weiteres Beispiel ist die Nutzung das Silberhäutchens von Kaffeebohnen, das als Füllstoff im Kunststoff genutzt wird. Volkswagen verwendet dieses Material beispielsweise für Türverkleidungen in seinen ID.-Modellen. Das Silberhäutchen macht den Kunststoff leichter und stabiler und spart zudem Ressourcen.
Ein anderes Beispiel sind pulverisierte Kaktusfasern, die ebenfalls als Füllstoff dienen können. BMW nutzt dieses Material für seine veganen Interieur-Konzepte. Die Kaktusfasern verleihen dem Kunststoff eine natürliche Optik und Haptik und senken gleichzeitig den CO2-Ausstoß bei der Herstellung.
