In diesem Kontext leitet das Technologische Institut für Kunststoffe (AIMPLAS) das Projekt MAT3D-XL, eine Initiative, die diese Einschränkungen durch die Entwicklung nachhaltiger Verbundwerkstoffe und die Integration von Hilfstechnologien in den Druckprozess angehen will.
Das vom Valencianischen Institut für Wettbewerbsfähigkeit und Innovation (IVACE+i) und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanzierte Projekt hat zum Ziel, den großformatigen 3D-Druck durch nachhaltigere Materialien und Technologien zu verbessern, die den Prozess präziser und zuverlässiger machen.
MAT3D-XL konzentriert sich auf die Entwicklung neuer, recycelter oder biobasierter thermoplastischer Werkstoffe, die mit Kohlenstoff-, Glas- oder Naturfasern verstärkt sind. Diese Verbundwerkstoffe verbessern nicht nur die Festigkeit und Steifigkeit der Bauteile, sondern fördern auch eine Kreislaufwirtschaft, indem sie den Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen reduzieren. Darüber hinaus integriert das Projekt Hilfstechnologien wie Infrarot-Heizsysteme, die eine präzise Temperaturregelung während des Druckvorgangs ermöglichen. Dies verbessert die Schichthaftung und reduziert Strukturfehler, wodurch die Zuverlässigkeit und die Endqualität der gefertigten Bauteile erhöht werden.
Wie Daniel Rodríguez, Ingenieurforscher bei AIMPLAS, betont, „lässt sich Nachhaltigkeit im 3D-Druck nicht allein durch Kunststoffrecycling erreichen: Es geht auch darum, Materialien so zu gestalten, dass sie im Herstellungsprozess stabiler sind und Abfall aufgrund von Strukturfehlern reduziert wird. Daher engagiert sich MAT3D-XL für die Entwicklung von Verbundwerkstoffen, die durch die Zugabe von Fasern (Kohlenstoff, Glas oder Naturfasern) nicht nur die mechanischen Eigenschaften verbessern, sondern auch die thermische Kontraktion verringern und so Defekte im Druckprozess minimieren.“.
Dank dieser Innovationen, so fuhr er fort, „können wir zuverlässigere Druckergebnisse, beständigere Bauteile und weniger Materialabfall erzielen. Die Hinwendung zu solchen Lösungen ermöglicht es der Industrie, hohe technische Leistungsstandards aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine realistische und effiziente Kreislaufwirtschaft in großformatigen industriellen Anwendungen zu fördern.“.
Die Möglichkeit, Bauteile mit einem Volumen von über einem Kubikmeter ohne Montage herzustellen, eröffnet neue Chancen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Stadtplanung und der Innenarchitektur. AIMPLAS hat mehrere Funktionsdemonstratoren entwickelt, die das Potenzial dieser neuen Materialien und angewandten Technologien veranschaulichen. In Zusammenarbeit mit Plàstic Preciós La Safor fertigte das Unternehmen Bauteile für Stadtmöbelbänke. Die großformatigen, 3D-gedruckten Beine werden durch recycelte Regalböden ergänzt, die AIMPLAS selbst aus Kunststoffabfällen herstellt. Im Bereich der Innenarchitektur entwickelte AIMPLAS einen Tisch mit einer von Plàstic Preciós gefertigten Tischplatte und einem einteiligen, schlanken und über einen Meter hohen Fuß, der mittels großflächiger additiver Fertigung hergestellt wurde. Darüber hinaus entwarf und fertigte AIMPLAS eigenständig einen Fahrzeugspoiler und demonstrierte damit die Eignung dieser Materialien für anspruchsvolle Anwendungen.
Alle diese Demonstrationsstücke wurden aus den im Rahmen des Projekts entwickelten neuen Verbindungen hergestellt, die mit recycelten oder biobasierten Pellets formuliert und mit Naturfasern, Reishülsen oder recycelten Polymeren verstärkt wurden, wodurch nachhaltigere Bauteile mit besserer struktureller Leistungsfähigkeit erzielt wurden.
Das Projekt MAT3D-XL ist Teil der Förderaufrufung des Valencianischen Instituts für Wettbewerbsfähigkeit und Innovation (IVACE+i) an Technologiezentren in der Region Valencia für Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Zusammenarbeit mit Unternehmen für das Jahr 2024, finanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).
