Südchinesisches Meer retten 19.08.2020, 09:11 Uhr

Wie 3D-Druck unsere Riffe rettet

Die additive Fertigung als Lösung? Forscher aus Hongkong wollen heimische Riffe sowie die Artenvielfalt im Südchinesischen Meer mittels 3D-Druck retten.

Korallenriff mit Fischen

Korallenriffe sollen mit additiver Fertigung nachgestellt und so gerettet werden.

Foto: panthermedia.net/moodboard (YAYMicro)

Kaum eine andere Technik wurde während der letzten Jahre so vielfältig erprobt und entwickelt wie der 3D-Druck. Ob im Modell- sowie Maschinenbau oder gar bei der Fertigung von Bauteilen für die Raumfahrt, die Einsatzgebiete für die additive Fertigung sind vielfältig. Nun nutzen auch Forscher der Universität Hongkong das Verfahren, um die Riffe vor der Stadt vor dem Korallensterben zu retten und somit die Artenvielfalt zu sichern. Zum Einsatz kommt dabei ein Material, das zusätzlich die Umwelt schützen und daher ökologischer sein soll als bisherige Methoden zum Schutz der Korallenriffe.

Kennen Sie schon den ingenieur.de-Podcast Druckwelle in Kooperation mit den VDI nachrichten? Hören Sie hier in die erste Folge rein: Für wen lohnt sich der Einstieg in den Metall-3D-Druck?

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Klimawandel als Ursache für massives Korallensterben

Die globale Klimaerwärmung ist bereits seit vielen Jahren ein großes Problem. Unterschiedlichste Bereiche der Natur leiden unter den steigenden Temperaturen. Davon besonders betroffen sind unter anderem auch Korallenriffe weltweit. In Kombination mit einer zunehmenden Umweltverschmutzung sorgt der Klimawandel dafür, dass immer mehr Korallen absterben. Problematisch ist dies insbesondere für eine Vielzahl an Meereslebewesen, die in den Korallenriffen beheimatet sind und die ohne diese nicht überleben können. Dieses ökologische Problem wird auch im Südchinesischen Meer vor Hongkong zunehmend größer. Allein in der Küstengegend sind unzählige Korallenarten sowie insgesamt etwa 120 Fischarten heimisch. Während der letzten Jahre hat sich der Zustand des Lebensraumes dort jedoch drastisch verschlechtert. Experten sprechen von einer sogenannten Bioerosion. Dabei handelt es sich um den Abbau von harten Ozeansubstraten. Die lokale Universität hat sich nun das Ziel gesetzt, das Korallensterben zu erforschen und unterschiedliche Ansätze zur Lösung zu erproben. Ein besonders vielversprechender Ansatz kommt dabei überraschenderweise aus einem speziellen Gebiet: dem 3D-Druck.

Additive Fertigung soll im Zusammenspiel mit Terrakotta neuen Lebensraum schaffen

Da sich der Klimawandel nicht ohne Weiteres und vor allem nicht binnen kürzester Zeit stoppen lässt, bedarf es innovativer Lösung, um den Lebensraum vor den Küsten erhalten zu können. Die Forscher der Universität setzen hierzu auf den 3D-Druck. Der beim Druck verwendete Werkstoff mag auf den ersten Blick etwas kurios anmuten, denn die Wissenschaftler setzen dabei auf Terrakotta, also unglasierte Keramik. Verglichen mit bisherigen Methoden sind künstliche Riffe aus Terrakotta sehr umweltfreundlich, zudem kostengünstig und langlebig, da sie unter Wasser mehrere Jahrhunderte überstehen können.

Im Rahmen des ersten Testlaufes wurden bereits im Juli Riffkacheln aus Terrakotta über eine Fläche von insgesamt 40 Quadratmetern an drei unterschiedlichen Stellen im sogenannten Marine Park installiert. Sowohl am Coral Beach, Moon Island und einer geschützten Bucht im WWF Marine Life Center sollen die per 3D-Druck gefertigten künstlichen Riffe nun unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Zwei Taucher
Eine strukturell komplexe Grundlage für die Korallenbefestigung mit zusätzlichen Elementen, um die Entfernung von Sedimenten aus den Korallen zu unterstützen.

Foto: AFCD

komplexe Grundlage für die Korallenbefestigung
Eine strukturell komplexe Grundlage für die Korallenbefestigung mit zusätzlichen Elementen zur Entfernung von Sedimenten aus den Korallen.

Foto: Vriko Yu

3D-gedruckten Rifffliesen
Die 3D-gedruckten Rifffliesen umfassen insgesamt rund 40 qm.

Foto: Christian J. Lange

Tondruckverfahren ermöglicht Herstellung

Um die künstlichen Riffe anlegen zu können, wurden insgesamt 128 Kacheln mit einem Durchmesser von jeweils 60 Zentimetern in einem speziellen 3D-Tondruckverfahren mithilfe von generischem Terrakotta-Ton hergestellt. Da unterschiedliche Muster als Vorlagen genommen wurden, unterscheiden sich die Kacheln in ihrer Struktur deutlich. Auf diese ist es möglich, einen naturnahen Lebensraum zu simulieren. Sobald die additive Fertigung einer Kachel beendet war, wurde diese bei 1125 Grad Celsius im Ofen gebrannt. Im Einsatz unter Wasser erfüllen die Kacheln in erster Linie zwei wesentliche Zwecke. Sie sollen einerseits dabei helfen, die Riffe zu verdichten und die Korallen somit beisammen zu halten. Andererseits bieten sie einen hochwertigen Ersatz für die bereits geschädigten oder abgestorbenen Teile der Korallenriffe.

3D-Druck kann gefährdete Biotope retten

Weltweit arbeiten Wissenschaftler an Lösungen, um die gefährdeten Biotope der Erde vor der Zerstörung zu retten. Oftmals ist es problematisch, die dafür notwendigen Kosten gering zu halten und zeitgleich nachhaltige Lösungen zu konzipieren oder diese zu installieren. Die additive Fertigung von künstlichen Korallenriffen auf Basis von Terrakotta schafft dies jedoch und ist dabei sogar sehr umweltschonend. Zwar gilt es zunächst, die ersten Resultate der Universität Hongkong abzuwarten, doch könnte die Idee schon bald Schule machen und an verschiedensten Riffen der Erde, wie etwa dem Great Barrier Reef in Australien, eine wichtige Stütze im Kampf gegen die Bioerosion vor den Küsten sein.

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Ein Beitrag von:

  • ingenieur.de

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