Recycling von Kunststoff für die Additive Fertigung

Neues Labor im IPH: Hier wird Kunststoff recycelt. (Alle Fotos: Denise Wullfen, IPH)

IPH | Das Ziel ist der Aufbau von Recyclingkreisläufen für den 3D-Druck: Wissenschaftler am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH erforschen Prozessschritte zur Gewinnung und Verarbeitung von recycelten Kunststoffmaterialien.

Die massenhafte Verwendung von Kunststoffen führt zu erheblichen Umweltproblemen. Ein großer Teil der Kunststofferzeugnisse wird nur kurzzeitig oder einmalig genutzt, erzeugte Kunststoffabfälle gelangen zum Beispiel in die Meere und werden über die Nahrung von Meeresorganismen aufgenommen.

IPH will Kunststoffe recyceln

Um eine nachhaltigere Nutzung von Kunststoffen zu etablieren, ist die Entwicklung von wirtschaftlichen Recyclingkreisläufen ein zentraler Schritt. Das IPH hat zu diesem Zweck ein Recycling-Labor aufgebaut: Bestehende Räumlichkeiten wurden umgebaut und mit einer modernen Anlageninfrastruktur ausgestattet. Zukünftig sollen verschiedene Forschungsarbeiten auf das Themengebiet „Kunststoffrecycling für die Additive Fertigung“ fokussiert werden.

Aus Abfall wird Filament für den 3D-Druck

Den Kern der Anlageninfrastruktur bildet eine Recyclingprozesskette. Mit einem Nahinfrarot-Spektrometer können Kunststoffabfälle identifiziert und somit sortiert werden. Zum Zerkleinern werden die Kunststoffabfälle in einen Schredder gegeben, der ein gleichmäßiges Mahlgut produziert. Diesem Mahlgut wird in einem Trockner die Feuchtigkeit entzogen, bevor es im Extruder aufgeschmolzen und durch den integrierten Spulenwickler zu Filament verarbeitet wird. Das recycelte Filament kann anschließend in einer Additiven Fertigungsanlage eingesetzt werden.

Recyclingprodukte auf dem Prüfstand

Forschungspotentiale bestehen auch in Bezug auf die Qualifizierung von recycelten und additiv verarbeiteten Kunststoffen. Zum Beispiel treten durch das mehrmalige Recycling von Kunststoffen Eigenschaftsveränderungen auf, die mit entsprechenden Prüfmethoden quantifiziert werden können. Um die mechanischen und geometrischen Eigenschaften der Endprodukte zu untersuchen, hat das IPH daher ein optisches 3D-Profilometer, eine Zugprüfmaschine und ein Pendelschlagwerk beschafft.

von Alexander Poschke und Alexander Oleff

Bildergalerie zu diesem Artikel

  • Neues Labor im IPH: Hier wird Kunststoff recycelt. (Alle Fotos: Denise Wullfen, IPH)
  • Die Kunststoff-Abfälle werden zunächst mit einem NIR-Scanner identifiziert.
  • Anschließend kommt das Material in den Schredder und wird gemahlen.
  • Das Mahlgut wird in den Trockner eingefüllt, dort wird Feuchtigkeit entzogen.
  • Im Extruder mit integriertem Spulenwickler wird das Material aufgeschmolzen…
  • … und zu Filament aufgewickelt, das im 3D-Drucker verwendet werden kann.
  • Zur Qualitätsprüfung dient unter anderem dieses optische 3D-Profilometer.

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  • Video-Rundgang durch das neue Labor für Additives Kunststoffrecycling. (Video: IPH)
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