Schwammartige Strukturen sind Multitalente der Natur: Menschliche Knochen, Pilzsporen oder Katzenpfoten nutzen sie zur Stoßdämpfung, Stabilisierung oder Geräuschreduktion. Die Partner aus neun Ländern wollen solche der Natur nachempfundenen Strukturen nun in einem laserbasierten Additivprozess fertigen.
Als Ausgangsmaterial nutzen sie Pflanzenöl und nickelbeschichtetes Metallpulver. Schichtweise sollen daraus komplexe dreidimensionale Strukturen entstehen. Das Metallpulver wollen die Forscher:innen während der Herstellung extrahieren. Daraus ergibt sich dann die beabsichtige schwammartige 3D-Graphenstruktur. Das Pulver soll anschließend wiederverwendet werden können.
Vom Labor zur Anwendung: Entwicklung des Fertigungsprozesses
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) entwirft im Rahmen des Projektes einen 3D-Druck-Versuchsstand und erarbeitet den dazugehörigen additiven Prozess. Da das Material in der Additiven Fertigung erstmal zum Einsatz kommt, ist die Entwicklung des Druckprozesses anspruchsvoll: Die Paste aus beschichteten Metallpartikeln und Pflanzenöl erfordert ein speziell zu entwickelndes Zuführsystem. Zudem wird das Team die optimale Laserwellenlänge für die präzise Materialbearbeitung ermitteln.
Begleitend führen Partner Lebenszyklusanalysen (LCA) und Lebenszykluskostenrechnungen (LCC) durch. Sie erfassen CO₂-Emissionen, Energieverbrauch, Abfallaufkommen und Recyclingpotenziale. Ihr gemeinsames Ziel: Die Technologie in die europäische Kreislaufwirtschaft integrieren und auf weitere Branchen übertragen.
Über Bio.3DGREEN
Mit dem Projekt Bio.3DGREEN wollen die Partner demonstrieren, dass Additive Fertigung mit Graphen-Schäumen eine leistungsfähige und nachhaltige Alternative für die Produktion von stoßabsorbierenden, schallreduzierenden und oder leichten Strukturen sein kann.
Im Projekt arbeiten unter der Leitung des LZH die Universidad Complutense de Madrid, Spanien, Atomising Systems Limited, UK, University of Patras, Griechenland, Engitec Systems International Limited, Zypern, Meab Chemie Technik Gmbh, Deutschland, DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Deutschland, Ylisense Private Company Ike, Griechenland, Tenneco Automotive Europe Bvba, Belgien, Centro Ricerche Fiat Scpa, Italien, Prozero International Aps, Dänemark, Stratagem Energy Ltd, Zypern, Neuraltech Ike, Griechenland, sowie Alpes Lasers SA, Schweiz zusammen.
