Forschende entwickeln 3D-Druck-Material aus Holzabfallprodukten für Holzobjekte

Ein gemeinsames Team von Materialwissenschaftlern der Rice University und des Oak Ridge National Laboratory hat eine Methode entwickelt, um Holzabfälle in eine Art Tinte umzuwandeln, die für den 3D-Druck von holzähnlichen Objekten verwendet werden kann. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Bei der Methode wird zunächst Holzmaterial zu feinem Staub zerkleinert und anschließend mit Chemikalien behandelt wird, die Zellulose und Lignin trennen. Diese werden in Nanokristalle und Nanofasern aufgespalten und dann mit Wasser zu einer tonähnlichen Mischung rekomponiert, die als Tinte in einem 3D-Drucker dient.

Anschließend tersteten die Forschenden das Material, indem sie kleine Objekte wie Miniaturtische und -stühle gedruckt haben. Danach wurden die Produkte gefriergetrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, und bei 180°C erhitzt, um Zellulose und Lignin zu verschmelzen. Das Ergebnis sind Objekte, die Holz oder holzähnliche Eigenschaften aufweisen.

Zudem konnten die Forschenden durch Anpassungen im Druckprozess holzähnliche Texturen in den Objekten erzeugen, die zudem den Geruch von natürlichem Holz aufweisen. Tests zeigten, dass die gedruckten Objekte bis zu sechsmal so haltbar wie solche aus Originalholz sein können, wobei die Tests sich auf Balsaholz beschränkten. Zudem waren die gedruckten Objekte bis zu dreimal so flexibel wie vergleichbare Objekte aus dem Ausgangsmaterial, also gewöhnlichem Holz.

Obwohl die Methode bisher nur bei kleinen Objekten getestet wurde, deuten die Forschenden an, dass der Prozess auch für die Herstellung viel größerer Objekte, einschließlich Möbel oder sogar Häuser, geeignet sein könnte. Die nun vorgestellt Methode könnte die Art und Weise, wie Holzabfälle und Holzprodukte gehandelt werden grundlegend verändern und dabei helfen, Ressourcen effizienter zu nutzen und die Umweltauswirkungen der Holzverarbeitung zu reduzieren.