Materialise 19.11.2020, 11:42 Uhr

3D-Druck: Diese innovative Methode löst endlich ein altes Problem

Bluesint PA12: Hinter diesem nüchternen Namen verbirgt sich ein innovatives Verfahren, das erstmals den Druck eines Bauteils mit bis zu 100% recyceltem Pulver ermöglicht.

3D Drucker Modellierung

Das innovative Verfahren von Materialise wird auch bei Prototypingverfahren angewendet. (Symbolbild)

Foto: panthermedia.net/moreno.soppelsa

Man erahnt, wie viel Vorbereitung Materialise in dieses Presse-Event gesteckt hat. Schick präsentieren sich die Protagonisten vor dem Greenscreen, Hochglanz-Einspieler unterstreichen die sorgfältig gelernten Dialoge. Erinnerungen an die Vor-Corona-Zeit werden wach, als man noch reale Events besuchen konnte und genau vor solch einer Bühne saß. Eine bunte, laute Online-Live-Show hat der belgische Anbieter von 3D-Druck-Software auf die Beine gestellt – und das mitten in einer Pandemie, die Belgien wie kaum ein anderes europäisches Land trifft.

3D-Druck: Echter Problemlöser wird präsentiert

Das sieht anders aus, als jene tristen Meetings, in die man sich in diesen Tagen bisweilen oft per Webcam und Headset zoomt. Warum der Aufwand? „The Medium is the message“, zitiert Nils Torke vom Materialise-Marketing den Medientheoretiker Marshall McLuhan. Man habe sich schon etwas einfallen lassen angesichts der großen Neuigkeiten.

Ganz unabhängig von der PR-Show: Das, was Materialise präsentiert, hat in der Tat mindestens das Zeug zu einem echten Problemlöser. „Bluesint PA 12“ heißt das Verfahren, das erstmals den Druck eines Bauteils mit bis zu 100 % wiedergewonnenem Pulver möglich macht. Additive Fertigung könnte damit zu einem deutlich nachhaltigeren Produktionsverfahren werden.

„Dadurch lassen sich Abfälle im zweithäufigsten 3D-Druck-Verfahren, dem Lasersintern, nahezu vollständig vermeiden und negative Auswirkungen auf die Umwelt reduzieren“, verspricht Materialise.

Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein generatives Schichtbauverfahren. Man spricht auch vom selektiven Lasersintern, kurz SLS. Mit Hilfe von Laserstrahlen werden dreidimensionale Geometrien aus Kunststoffpulver hergestellt. Vor allem im Rapid Prototyping kommt dieses Verfahren des 3D-Drucks vor. Komplexe Geometrien können so ohne Stützstrukturen produziert werden. Das am häufigsten verwendete Material ist Nylon..

Tatsächlich bleibt ein nicht unerheblicher Teil des Pulvers bei der Lasersintern-Technologie zurück: Bis zu 50 % bleiben ungenutzt, der größte Teil davon wird entsorgt und belastet die Umwelt. Wenn es ganz schlecht läuft, landen Reste als Mikroplastik im Abwasser. Eine dunkle Seite der additiven Fertigung, die Materialise verspricht zu erhellen.

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Ein weiteres Problem: Beim Druck mit bereits genutztem Pulver entsteht beim Lasersint-Verfahren eine Oberfläche, die im Jargon Orangenhaut genannt wird. Diese Oberflächen sind in der additiven Fertigung meist unbrauchbar. Grund für den Effekt sind Schrumpfungen der Kunststoffteile beim Abkühlen zwischen zwei Sinter-Prozessen.

3D-Druck: Diese innovative Methode löst endlich ein altes Problem

Bluesint PA12: Überschaubar und klein.

Foto: Materialise

3D-Druck: Diese innovative Methode löst endlich ein altes Problem

Bluesint PA12.

Foto: Materialise

Revolution: Drucken mit 100 % recyceltem Pulver

„Bluesint PA 12“ soll das ändern. Laut Materialise macht die Methode ein Drucken mit bis zu 100 % recyceltem Pulver möglich. Beim Presse-Event schmückt Materialise-CEO Fried Vancraen das mit ein bisschen Pathos aus.

„Viele Menschen betrachten 3D-Druck als positive Kraft, die Unternehmen hilft, nachhaltiger zu arbeiten. Doch das alles reicht noch nicht. Zu Beginn des vierten Jahrzehnts, in dem es 3D-Druck gibt, stellt sich nicht die Frage, ob 3D-Druck eine nachhaltige Fertigungstechnologie ist. Vielmehr müssen wir uns fragen: Wie können wir den 3D-Druck nachhaltig machen?“, fragt er von der Bühne in die Kamera.

Die Suche nach einer Antwort begann vor sieben Jahren im Forschungslabor von Materialise im belgischen Leuven. Auf dem Presse-Event gibt`s Bilder aus der dortigen Wirkungsstätte: Durch den Einsatz eines 3D-Druckers mit mehreren Lasern konnten Ingenieure von Materialise erstmals einen Laserstrahl zum Sintern des Pulvers verwenden und einen zweiten, um das Pulver über einer bestimmten Temperaturschwelle zu halten. Dadurch wird das Abkühlen des Pulvers beim Übergang von einer zur nächsten Schicht verhindert, und damit auch der Schrumpfungsprozess, der den Orangenhaut-Effekt verursacht. Das Ergebnis sei ein Objekt, dessen mechanische und visuelle Eigenschaften vergleichbar mit herkömmlich 3D-gedruckten Bauteilen seien, verspricht Materialise. Weil das Produkt zu 100 % aus recyceltem Pulver besteht, gibt es fast keinen Abfall.

Noch ist die Technologie in der Beta-Phase. Zu Beginn der Einführung 2021 von Lasersinter-Maschinen möchte das Unternehmen mehr als fünf Tonnen Material wiederverwenden, das normalerweise als Abfall entsorgt werden würde. Das kann sich auch finanziell lohnen: Für Unternehmen, die auf die neue Entwicklung setzen, soll sich eine deutliche Ressourceneffizienz ergeben, heißt es bei Materialise. In einem Beta-Programm für den Bluesint-PA12-Service will das belgische Unternehmen Kunden einladen, am Marktvalidierungsprozess für die neue Technologie teilzunehmen.

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