Warum die Eigenschaften pflanzlicher 3D-Druckharze mittlerweile denen aus Erdöl übertreffen
Warum die Eigenschaften pflanzlicher 3D-Druckharze mittlerweile denen aus Erdöl übertreffen
Die Nachfrage nach 3D-Harzen aus nachhaltigen Quellen nimmt stetig zu. Bislang stammte der Großteil der 3D-Druckharze aus Erdöl, doch eine neue Generation biobasierter Harze bietet nun beeindruckende Eigenschaften. Früher musste man immer Kompromisse bei der Leistungsfähigkeit eingehen, wenn man auf umweltfreundliche Lösungen setzen wollte. Photocentric zahlreiche biobasierte Rohstoffe, sowohl aus Pflanzen als auch aus Bioabfallströmen. Dr. Rob Young, Leiter der Chemieabteilung bei Photocentric, erklärte: „Die Frage, die wir beantworteten, lautete: Warum sollte man nicht bessere Eigenschaften erzielen können, die diejenigen von Öl (im Grunde genommen nur eine über mehrere Millionen Jahre hinweg gebraute Mischung aus Tieren und Pflanzen) übertreffen, wenn man ein bestimmtes Polyol aus einer Pflanze mit außergewöhnlichen Eigenschaften auswählt?“
Verringerung des CO₂-Fußabdrucks beim 3D-Druck mit „
“
Biologisch gewonnene Harze bieten den Vorteil, dass sie umweltfreundlich sind, können nun aber auch das gesamte 3D-Druckerlebnis verbessern. SLA zeichnet sich durch einen attraktiv niedrigen CO₂-Fußabdruck aus, und die Belichtung über einen LCD-Bildschirm ist die energieeffizienteste Methode unter den drei wichtigsten Harzdrucktechniken. Beim Prototyping fallen keine großen Produktmengen an, und daher ist der erzeugteCO2 bisher kein großes Thema, doch nun, da sich der 3D-Druck in Richtung Massenfertigung entwickelt, wird die Notwendigkeit, den gesamten Kohlenstoffgehalt in der Kunststoffkette zu berechnen und zu reduzieren, immer dringlicher.
„Wir haben festgestellt, dass Camphen, ein natürlicher Wirkstoff, der in Bäumen und schnellwachsenden Pflanzen vorkommt, bemerkenswerte Eigenschaften besitzt, die die Leistungsfähigkeit von Harz verbessern können.“
Dr. Rob Young
Leiter der Chemieabteilung bei Photocentric
Die Kraft der Natur für die Harzentwicklung nutzen
Photocentric eine Reihe von pflanzlichen Rohstoffen untersucht und dabei einige überraschende Vorteile gegenüber aus Erdöl gewonnenen Stoffen festgestellt. Dr. Rob Young erklärte: „Wir haben Monomere aus Baumabfällen verwendet, nämlich Camphen. Es ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Terpenoid und kommt in Nadelbäumen und anderen Bäumen sowie in schnellwachsenden Pflanzen wie Cannabis und Zypressen vor. Es kann zudem aus Alpha-Pinen gebildet werden, was seine Eignung als Ausgangsstoff weiter erhöht. Ihre chemische Struktur eignet sich für relativ einfache chemische Prozesse zur Bildung von Monomeren, die eine erstaunliche Verdünnungskraft bei hohem Bioanteil aufweisen.“
Pflanzliche Harze: robust und vielseitig
Photocentric ein Polymer auf den Markt gebracht, dessen Oligomer aus Pflanzenöl hergestellt wird. Das Pflanzenöl enthält eine Mischung aus Triglyceriden und wird bereits als biobasiertes Polyol in der Polyurethanindustrie, als Hartpolyol in UV-Lacken sowie in epoxidierter Form in Epoxidharzbeschichtungen verwendet. Diese Struktur ist robust genug, um in Beton und als Bauzuschlagstoff eingesetzt zu werden, und somit sicherlich auch robust genug für die Herstellung von 3D-gedruckten Kunststoffteilen.
Das kürzlich Photocentricauf den Markt gebrachte Hartkunstharz „Rigid DL240 Pant-Based“ besteht zum Großteil aus einem Oligomer, das aus Polyol aus Maisabfällen hergestellt wird, und zeichnet sich durch beeindruckende Eigenschaften, hohe Genauigkeit, hohe Zugfestigkeit und geringe Wasseraufnahme aus. Pflanzen haben sich über Generationen hinweg so entwickelt, dass sie unter den unterschiedlichsten Bedingungen so viel Wasser wie möglich speichern können, was sie zu einer idealen Quelle für Materialien macht, die die Wasseraufnahme hemmen.
Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Nachhaltigkeit ist die Berechnung des im Herstellungsprozess gebundenen Kohlenstoffs. Photocentric derzeit Tests gemäß ASTM D6866-21 zur Bestimmung der Kohlenstoff-14-Radioaktivität Photocentric und wird diese Werte künftig standardmäßig in seinen technischen Datenblättern veröffentlichen. Darüber hinaus erstellt das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Manufacturing Technology Centre (MTC) in Coventry einen vollständigen CO₂-Fußabdruck für jedes hergestellte 3D-Teil, der bis zur Gewinnung der Rohstoffe zurückreicht und den Energieverbrauch sowie die Energieverschwendung im 3D-Druckprozess erfasst.
Der Weg zur Verringerung des mit dem 3D-Druck verbundenen CO₂-Fußabdrucks ist bereits in vollem Gange. Biobasierte Harze haben sich mittlerweile etabliert und gewinnen zunehmend Marktanteile. Sie bieten zahlreiche Vorteile hinsichtlich Nachhaltigkeit, geringerer Umweltbelastung und lokaler Produktion, da sie nicht mehr auf die Ölreserven anderer Länder angewiesen sind, und bieten den Anwendern nun endlich auch verbesserte Eigenschaften.
Pflanzliche Harze: robust und vielseitig
Photocentric ein Polymer auf den Markt gebracht, dessen Oligomer aus Pflanzenöl hergestellt wird. Das Pflanzenöl enthält eine Mischung aus Triglyceriden und wird bereits als biobasiertes Polyol in der Polyurethanindustrie, als Hartpolyol in UV-Lacken sowie in epoxidierter Form in Epoxidharzbeschichtungen verwendet. Diese Struktur ist robust genug, um in Beton und als Bauzuschlagstoff eingesetzt zu werden, und somit sicherlich auch robust genug für die Herstellung von 3D-gedruckten Kunststoffteilen.
Das kürzlich Photocentricauf den Markt gebrachte Hartkunstharz „Rigid DL240 Pant-Based“ besteht zum Großteil aus einem Oligomer, das aus Polyol aus Maisabfällen hergestellt wird, und zeichnet sich durch beeindruckende Eigenschaften, hohe Genauigkeit, hohe Zugfestigkeit und geringe Wasseraufnahme aus. Pflanzen haben sich über Generationen hinweg so entwickelt, dass sie unter den unterschiedlichsten Bedingungen so viel Wasser wie möglich speichern können, was sie zu einer idealen Quelle für Materialien macht, die die Wasseraufnahme hemmen.
Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Nachhaltigkeit ist die Berechnung des im Herstellungsprozess gebundenen Kohlenstoffs. Photocentric derzeit Tests gemäß ASTM D6866-21 zur Bestimmung der Kohlenstoff-14-Radioaktivität Photocentric und wird diese Werte künftig standardmäßig in seinen technischen Datenblättern veröffentlichen. Darüber hinaus erstellt das Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Manufacturing Technology Centre (MTC) in Coventry einen vollständigen CO₂-Fußabdruck für jedes hergestellte 3D-Teil, der bis zur Gewinnung der Rohstoffe zurückreicht und den Energieverbrauch sowie die Energieverschwendung im 3D-Druckprozess erfasst.
Der Weg zur Verringerung des mit dem 3D-Druck verbundenen CO₂-Fußabdrucks ist bereits in vollem Gange. Biobasierte Harze haben sich mittlerweile etabliert und gewinnen zunehmend Marktanteile. Sie bieten zahlreiche Vorteile hinsichtlich Nachhaltigkeit, geringerer Umweltbelastung und lokaler Produktion, da sie nicht mehr auf die Ölreserven anderer Länder angewiesen sind, und bieten den Anwendern nun endlich auch verbesserte Eigenschaften.
