Sustainable SLS
Die wichtigsten Ziele der Kunststoffindustrie sind die Reduktion des CO2-Footprints durch den Umstieg von fossilen auf biobasierte Rohstoffe, sowie die Vermeidung von Kunststoff-Mikro - und Nanopartikeln als Abfallproblematik durch Anreicherung in Boden und Gewässern. Im Bereich der konventionellen Spritzguss-Fertigung werden bereits seit mehr als 15 Jahren große Anstrengungen zur Entwicklung neuer, „grüner“ Werkstoffe und der dafür geeigneten ressourcenschonenden Anlagen und der notwendigen Recyclingketten unternommen. Diese Ökologisierung fehlt im Bereich der additiven Fertigung (AM, 3D-Druck) als Alternativtechnologie mit deutlich höherem Potential an Leichtbau und Gewichtseinsparung völlig. Optimierungspotential besteht hier bei ganzheitlicher Betrachtung der gesamten Kunststoff-3D-Druck-Produktionskette, z.B. im Fall von Selektivem Lasersintern (SLS), in allen Bereichen: von der Materialauswahl zur Pulverherstellung über die industrielle AM-Prozesstechnik bis zum Postprocessing. Optimiertes Recycling erfordert dabei den Verzicht auf Multimaterialien (die aus unterschiedlichen Materialien bestehen), sowie auf die Einbringung von Verunreinigungen (z.B. durch Ersatz von Füllstoffen für Verschleißschutz, hohe UV-Beständigkeit oder Öle und Fette durch hochfunktionelle Beschichtungen).
Die Ziele des Projekts sind:
- Herstellung von Bio- und Rezyklat-basierten SLS-Materialien (PA 10-10 und PP) zur zukünftigen industriellen Fertigung von Bauteilen in speziell hochbelasteten Antriebssträngen (Automotive-, Consumer- und Maschinenbau-Bereich)
- Dadurch auch erweiterte Leichtbaumöglichkeiten durch die Additive Fertigung
- Verringerung der Pulverkosten durch maximierte Rezyklat-Nutzung
- Entwicklung eines Recycling-optimierten Schutzes von hochbelasteten SLS-Polymeroberflächen gegen Reibung, Verschleiß und UV-Degradation aus reinen Kohlenstoff-Beschichtungen
Die industrielle Verwertung der Ergebnisse ist zwei Jahre nach Projektende im Rahmen des bereits etablierten „One-Stop-Shops“ für SLS-Bauteilentwicklung und -Serienfertigung geplant. Dieser verfügt über ein breites Netzwerk aus Herstellern und OEMs im Automotive- und Consumer-Product-Bereich mit hohem Interesse an neuen, „grünen“ Materialien in ökologisierten AM-Prozessen.
Projektteam:
