Verantwortungsbewusster 3D-Druck mit biobasiertem Hochleistungspulver

Juli 04, 2022 | Lesezeit: 4 min

Der 3D-Druck eignet sich hervorragend zum Experimentieren und zur Erforschung alternativer Methoden und Materialien, um die CO2-Fußabdruck der Produktion zu reduzieren. Wir haben mit Partnern zusammengearbeitet, um ein zu 100 % biobasiertes Pulver für den Einsatz in unseren 3D-Druckern zu entwickeln. Erfahren Sie, wie dieses innovative Pulver ein Schritt zu einer verantwortungsvolleren Produktion ist.
 

Wir bei EOS haben uns der Verbesserung des Herstellungsprozesses verschrieben, damit Unternehmen Emissionen reduzieren, mehr recyceln und die Nachhaltigkeit fördern können, indem sie mit gutem Beispiel vorangehen. Aus diesem Grund haben wir eine zertifizierte kohlenstoffneutrale Materiallösung für die fortschrittliche additive Fertigung (AM) entwickelt.
 

100 % erneuerbar, kohlenstofffrei

Ein klimaneutraler Betrieb reduziert den Kohlendioxid-Fußabdruck eines Unternehmens, so dass die Emissionen die ausgeglichene Menge nicht übersteigen und eine Nettoemission von Kohlendioxid von Null entsteht. EOS und Advanced Laser Materials (ALM) - ein Unternehmen von EOS - haben dies mit den Polyamid 11-Polymeren dank einer Kombination aus der biobasierten Natur des Pulvers und der Methodik der Materialherstellung erreicht.

Die Polyamid 11-Pulver wurden von Arkema entwickelt, das als Pionier und Innovator bei Hochleistungspolymeren auf Rizinusbasis bekannt ist. Mit Hilfe von ALM wurden die Polyamid 11-Pulverlösungen als klimaneutral zertifiziert. Dies ist den zusätzlichen Maßnahmen zu verdanken, die ALM ergriffen hat, um die zusätzliche Kohlenstofferzeugung durch die Installation von Sonnenkollektoren am Hauptsitz in Texas und die Investition in Gold-Standard-Kohlenstoffzertifikate aus dem MyClimate-Solarprojekt in Äthiopien auszugleichen.

Der Prozess zur Herstellung des PA11-Pulvers beginnt ganz einfach mit Rizinusbohnen. Diese Ressource ist ein hervorragender Kandidat für die Herstellung von Polymeren, da sie in Indien auf marginalen Böden leicht wächst, sehr dürreresistent ist und den Landwirten, die sie anbauen, gute Gewinne beschert. Wo andere Speiseöle unter den gleichen Bedingungen nicht gedeihen würden, können die Landwirte den Anbau ausweiten, um die durch die Entwicklung von PA 11-Pulver gestiegene Nachfrage nach Rizinusbohnen zu decken. Dies hat dazu geführt, dass mehr als eine halbe Million Familien in den Anbauregionen vom Rizinusanbau profitieren.

Die Rizinusbohnen werden zerkleinert, um ein Öl zu gewinnen, das vielen herkömmlichen Pflanzenölen ähnelt. Das Öl wird von Arkema zu einem Monomerpulver verarbeitet, das dann zu einem Polymerpulver für Spritzguss und 3D-Druck weiterentwickelt werden kann.

Um das Pulver für den Laser-Bett-Schmelzdruck geeignet zu machen, war das Fachwissen von ALM erforderlich, um Anpassungen des Pulvers zu formulieren, damit es in einem AM-System richtig funktioniert. ALM stellt dieses Pulver unter dem Namen PA 820-MF CN her. Das Material kann direkt von EOS bezogen werden, es eignet sich für die Verwendung mit den Systemen EOS P 396 und EOS P 770.
 

Kompromisslos in der Leistung

PA 11-Pulver werden nach einem außergewöhnlichen Standard hergestellt. Die Pulver sind weltweit für ihre hervorragenden Eigenschaften und Leistungen in Bezug auf Zähigkeit, Haltbarkeit, geringes Gewicht und Verarbeitungsvielfalt anerkannt.

Aufgrund ihrer Langlebigkeit können diese Materialien für ein breites Spektrum von Projekten verwendet werden. Sie werden nicht nur für Standard-Lifestyle-Produkte verwendet, sondern können auch für Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt werden

Nachhaltigkeit durch Langlebigkeit

Biobasierte Pulver sind absichtlich so konzipiert, dass sie robust und langlebig sind. Sie sind zwar nicht biologisch abbaubar wie viele Polymere auf Ölbasis, aber die inhärente Haltbarkeit des Materials macht sie zu einer idealen Wahl für die Herstellung von Teilen, die über einen langen Zeitraum hinweg funktionsfähig bleiben müssen, ohne dass die Gefahr der Zersetzung besteht, wie dies bei vielen biologisch abbaubaren Materialien der Fall ist.

Diese Änderung der verwendeten Materialien hat zur Folge, dass die Teile seltener ausgetauscht werden müssen. Im Gegensatz zu weniger robusten Materialien reduziert die Verwendung von Polyamid 11-Pulver den Produktionsbedarf und wirkt sich somit weiterhin positiv auf die Umwelt aus, da weniger Teile abgenutzt und entsorgt werden müssen.

Engagiert für eine verantwortungsvolle Produktion

Gemeinsam mit unseren Partnern setzen wir uns dafür ein, dass eine verantwortungsvolle Produktion zur neuen Normalität wird. Dieses Material kombiniert einen nachhaltigen Rohstoff aus Rizinusbohnen mit fortschrittlichen Leistungsmerkmalen und einem kohlenstoffneutralen Klimaprofil.

Das innovative Polyamid 11 ist das erste kohlenstoffneutrale, 100% biobasierte Pulver, das wir anbieten. Wir forschen weiter an Pulvern auf der Basis anderer natürlicher Öle und ihrem Potenzial für eine breitere Palette von Materialien in der Zukunft. Aber wie der Prozess der Herstellung von Polyamid 11 gezeigt hat, ist für eine möglichst verantwortungsvolle Herstellung eine Kombination von Veränderungen in verschiedenen Bereichen erforderlich. Deshalb optimieren wir auch die Hardware unserer 3D-Drucksysteme und arbeiten an Prozessparametern, um die Auffrischungsrate des verwendeten Materials zu verbessern.

Eine bessere Aktualisierungsrate bedeutet, dass weniger "nicht verschmolzenes Pulver" (das Pulver im Drucker, das nicht Teil des Endprodukts wird) für nachfolgende Drucke wiederverwendet werden kann. Dies wird den Abfall weiter reduzieren und ein besseres Verhältnis von Endproduktion zu Pulver gewährleisten. Dies spiegelt die EOS-Philosophie wider, durch Fortschritte im 3D-Druck weiterhin eine verantwortungsvollere Fertigung zu fördern.