Oak Ridge Labs entwickelt recyclebare Materialien für 3D-Druck und Spritzguss

Wissenschaftler der Oak Ridge National Laboratories (ORNL) haben einen nachhaltigen Verbundwerkstoff auf Gummibasis geschaffen, der sich durch “intelligente” Chemie nach der Formgebung wieder auflösen und recyceln lässt. Dies ermöglicht einen geschlossenen Kreislauf für Rapid Manufacturing per 3D-Druck und Spritzguss.

“Wir nutzten ausschließlich biobasierte Rohstoffe für ein ‘intelligentes’ Polymer in einem lösungsmittelfreien Reaktionsprozess”, erklärt Sargun Rohewal, Doktorand an der Universität Tennessee. Er arbeitet mit Dr. Amit Naskar, Leiter der ORNL Carbon & Composites Gruppe, zusammen.

Das neuartige Material kombiniert Gummi mit holzfaserverstärkten Additiven. Die Vernetzung zwischen Polymer und Fasern erfolgt über spezielle, thermisch aktivierbare Bindungen. Oberhalb von 250°F lösen sich diese Bindungen, der Verbundwerkstoff wird flüssig und kann in Formen gegossen oder 3D-gedruckt werden.

“Konventionelle Elastomere sind nicht recyclebar. Unser Material hingegen lässt sich nach der Formgebung durch Erwärmung nahezu vollständig aufschmelzen und dem Produktionskreislauf wieder zuführen”, so Naskar.

Als Nächstes wollen die Forscher die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Hitzebeständigkeit weiter optimieren. “Mit diesem Wissen können vielfältige faserverstärkte Verbundprodukte angefertigt, verschweißt und 3D-gedruckt werden”, erläutert Naskar die Potenziale.