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Additive Fertigung

3D-Druck mit Recyclingkunststoffen und Biomaterialien
Zweites Leben dank 3D

Aus Recyclingkunststoffen und Biomaterialien entstehen im 3D-Druck marktreife Produkte. Nicht zuletzt dank größerer Drucker. Die additive Fertigung eignet sich für viele Branchen.

Autor Sascha Peters

Ein herausragendes Beispiel ist das ‚Sett CE‘-Sofa von Peter van de Water, das Ende 2019 mit dem Dutch Design Award ausgezeichnet wurde. Es wird von Gispen in den Niederlanden zu 95 Prozent aus recycelten Kunststoffabfällen aus der Produktion des Unternehmens hergestellt.

Kunststoffabfall bis zu zehn Mal wiederverwenden

Die Unterkonstruktion des Sofas wird mit einem roboterarmgeführten 3D-Drucker des Start-ups 10XL, das sich auf die additive Fertigung von Produkten in einer „Circular Economy“ spezialisiert hat, gefertigt. Gipsen gibt an, den Kunststoffabfall bis zu zehn Mal wiederzuverwenden und zu Designprodukten verarbeiten zu können.

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Gispen verwendet für die Rahmenkonstruktion ausschließlich Recyclingkunststoffe. Foto: Gispen

Additive Fertigung

Eine andere Entwicklung aus dem Möbelbereich kommt vom Designer Joachim Froment aus Brüssel. Unter dem Namen ‚Strats‘ hat er eine Kollektion bestehend aus einem Lounge Chair, einem Stuhl sowie Hocker und Tisch entwickelt.

Unter Verwendung von lokalem Plastikmüll werden die Möbel mit einem Großdrucker von Colossus in Brüssel nach Kundenbestellung in weniger als zwei Stunden gedruckt. Der Drucker arbeitet mit Kunststoffgranulat und ist in einen Container integriert, um ihn unkompliziert transportieren und dort aufstellen zu können, wo der Kunststoffabfall anfällt.

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‚Strats‘. 3D gedruckte Möbelkollektion aus recyceltem PET. Foto: Joachim Froment

Waschbecken und Badewannen aus Sand

Dass sich die additive Fertigung auch für den Sanitärbereich eignet, hat der Armaturenhersteller American Standard aus den USA mit der Vorstellung der weltweit ersten 3D-gedruckten metallischen Badarmatur bereits 2015 gezeigt. Wirtschaftlich schien der Individualisierungsgedanke damals kaum umsetzbar zu sein.

Doch in der Zwischenzeit hat sich einiges bei den Druckern getan, sodass die additive Fertigung auch im Sanitärbereich Einzug hält. Das Start-up Sandhelden aus Gersthofen bietet 3D-gedruckte Waschbecken und Badewannen aus Sand, an. Ein Werkstoff, der Wärme sehr gut speichern kann.

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3D gedruckte Waschbecken aus Sand. Foto: Sandhelden

Die weltweit ersten 3D-gedruckten Holzfenster hat seit letztem Oktober der schwedische Produzent NorDan im kommerziellen Vertrieb. Die erste Fensterserie besteht aus Rundfenstern. Sie werden in Größen von 40 bis 120 cm im Durchmesser angeboten und mit einem 3D-Großdrucker von BLB Industries aus Värnamo in Schweden hergestellt.

Der Drucker kann Fenster und Türen mit einer Breite von bis zu 150 cm und einer Höhe von bis zu 250 cm herstellen. Dabei wird kein Filament verwendet, sondern Kunststoffgranulat, das deutlich kostengünstiger ist.

A plastic house!

Zellulose als Druckmaterial

Als Material für die Fensterproduktion verwendet NorDan ein Biokomposit-Granulat mit über 50 Prozent Holzfaseranteil. Bei der Weiterverarbeitung zeigt der Werkstoff holzähnliche Qualitäten. Nach der Einführung von 3D-gedruckten Rundfenstern liegt der Schwerpunkt der Entwicklung nun auf der Herstellung von 3D-gedruckten Türen und quadratischen Fenstern sowie auf flexiblen Lösungen für den Einbau von Fenstern und Türen in Betonplatten für Gebäude.

Außerdem werden verschiedene Arten von Biomaterialgranulat getestet, darunter verschiedene Arten von Hölzern und Pflanzenfasern.

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3D Granulatdrucker für die Herstellung von Rundfenstern. Foto: NorDan

 Druckmaterial auf der Basis von Zellulose

Dass sich für den 3D-Druck im Interiorbereich auch rein natürliche Materialien mit hochfesten Qualitäten verwenden lassen, zeigen Wissenschaftler um den Spanier Javier Gomez Fernandez an der Singapore University of Technology and Design.

Ihnen ist es gelungen, ein Druckmaterial auf der Basis von Zellulose, pilzähnlichen Oomyceten (auch Ei- oder Zellulosepilze genannt) und Chitin zu entwickeln, das so gute mechanische Eigenschaften aufweist, dass es den 3D-Druck einer architektonischen Struktur für ein Gebäudeinneres ermöglichte.

Die im Eingangsgebäude der Universität aufgestellte 5 m hohe Säule stellt die höchste jemals in diesem Verfahren gefertigte Struktur dar, vollkommen rückführbar in den biologischen Kreislauf.

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3D gedruckte Säule aus einem zellulosebasierten Druckmaterial. Foto: Singapore University of Technology and Design

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Dr. Sascha Peters

Kolumnist

ist Geschäftsführer der Zukunftsagentur Haute Innovation in Berlin. Mit seiner Expertise als Innovationsberater, Autor und Produktentwickler zählt er zu den renommierten Material- und Technologieexperten in Europa.

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