19. 08. 2021
Verfasst von: Denise Wullfen, Institut für Integrierte Produktion Hannover

Kunststoffabfall im 3D-Druck nutzen

Aus einer Düse wird auf einer spiegelnden Oberfläche eine grüne Kunststoffbahn gespritzt. — Plastikmüll in den 3D-Drucker? Im IPH-Forschungsbereich „Additives Kunststoffrecycling“ werden Kunststoffe für den 3D-Druck aufbereitet.

Für die nachhaltige Nutzung von Kunststoffen werden wirtschaftliche Recyclingkreisläufe benötigt. Mit diesem Ziel hat das Institut für Integrierte Produktion Hannover den neuen Forschungsbereich „Additives Kunststoffrecycling“ aufgebaut. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen, wie sich Abfälle aus Thermoplasten aufbereiten, recyceln und per 3D-Druck zu neuen Produkten verarbeiten lassen.

Recycling von Kunststoff für die additive Fertigung

Kunststoffe kommen massenhaft in unserem Alltag vor, doch die meisten Produkte werden nur kurzzeitig oder einmalig genutzt. Die riesigen Abfallmengen und eine nachlässige Entsorgung führen zu erheblichen Umweltproblemen, zum Beispiel vermüllen die Meere und Meeresorganismen nehmen Mikroplastik auf. Additives Kunststoffrecycling könnte dieses Problem mindern. Bei diesem Prozess werden Kunststoffabfälle für den 3D-Druck aufbereitet. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) hat für diesen Zweck neue Forschungsräume eingerichtet und im Februar 2021 eröffnet. „Unsere Vision ist es, einen kompletten Recyclingkreislauf aufzubauen, um aus Plastikmüll neue Bauteile herstellen zu können", sagt IPH-Geschäftsführer Dr. Malte Stonis. „Wiederverwendung statt Entsorgung und Umweltverschmutzung – das ist das Ziel.“

Recyclingkette: aufbereiten, verarbeiten, prüfen

Im Mittelpunkt der Forschung steht die sogenannte Recyclingkette: Diese umfasst mehrere hochwertige Geräte, die Kunststoffe aufbereiten und zu Filament verarbeiten. Dafür wird das Material mit einem Schredder zerkleinert und getrocknet. Anschließend wird das Granulat in einem Extruder geschmolzen, zu einem drahtförmigen Filament geformt und auf eine Spule aufgewickelt. Danach lässt sich der recycelte Kunststoff im 3D-Druck für neue Kunststoffbauteile nutzen. Dafür stehen im IPH mehrere additive Fertigungsanlagen zur Verfügung. Ein optisches 3D-Profilometer, eine Zugprüfmaschine und ein Pendelschlagwerk prüfen das Endprodukt.

Ein Mitarbeiter hält eine Schale mit dunkelgrauem Kunststoffgranulat in seinen Händen. — Das recycelte Kunststoffgranulat wird getrocknet und lässt sich anschließend extrudieren.

Qualität prüfen, Verfahren verbessern

Rund 90 Prozent aller hergestellten Kunststoffe sind Thermoplaste, die sich vergleichsweise einfach recyceln lassen. Hinzu kommen jedoch vorbereitende Schritte wie Sorten trennen, Fremdstoffe aussortieren, waschen und große Bauteile zerkleinern. Beim Aufbau eines vollständigen Recyclingkreislaufs wird das IPH auch Verfahrensschritte verbessern sowie die recycelten und additiv verarbeiteten Kunststoffe qualifizieren und bewerten. Hierbei ist auch die Zusammenarbeit mit Unternehmen geplant.