Maßgeschneidertes Filament aus eigener Herstellung
Das Labor für Kunststofftechnologie der FH Münster nimmt für tiefer gehende Forschungen zum 3D-Druck eine eigene Anlage zur Filament-Herstellung in Betrieb.
Ein Großteil der heute eingesetzten 3D-Drucker nutzt Filament als Ausgangsmaterial. Dies stellt die FH Münster für ihre Forschung und Lehre künftig selbst her und kann damit Spezialanfertigungen herstellen, den stofflichen Kreislauf schließen und zudem Kosten einsparen. Dazu hat die FH Münster im Labor für Kunststofftechnologie und Makromolekulare Chemie auf dem Steinfurter Campus vor kurzem eine eigene Anlage zur Filament-Herstellung installiert.
In Betrieb genommen wurde die Anlage von Labormeister Martin Althoff, der das System gemeinsam mit der studentischen Hilfskraft Alexander Biermann sowie dem auszubildenden Verfahrensmechaniker Philipp Bischoff im vergangenen Jahr geplant hat.
Vorhandenen Doppelschneckenextruder ausgebaut
Durch Aufschmelzen, Fördern und anschließendes Komprimieren, Homogenisieren und Abkühlen formt die Anlage Kunststoffgranulat zu einem 1,75 mm dünnen Strang, der schließlich auf eine Rolle gewickelt wird, die in einen 3D-Drucker eingelegt werden kann. Auf der Anlage der FH Münster entstehen so rund 5 kg Filament in der Stunde. „Ich habe mich im vergangenen Jahr auf Fachmessen und bei Unternehmen über die Komponenten für die Anlage informiert“, sagt Althoff. „Die Teile mussten zu unserem Doppelschnecken-Extruder passen, mit dem wir im Labor den Kunststoff verarbeiten. Die weiteren Applikationen haben wir dann entweder eingekauft oder selbst angefertigt.“
Kreislaufwirtschaft im 3D-Druck realisiert
Mit der Anlage kann das von Prof. Dr. Reinhard Lorenz geleitete Labor nun die Labore und Werkstätten der FH Münster auf Nachfrage mit Filamenten versorgen – und das für viel weniger als den aktuellen Marktpreis, so Althoff, der auch noch auf einen weiteren Vorteil hinweist: „Wenn an den 3D-Druckern Fehldrucke entstehen, können wir diese außerdem zu einem neuen Filament verarbeiten, solang sie sortenrein getrennt werden. So schaffen wir eine Kreislaufwirtschaft.“
Filamente mit maßgeschneiderten Eigenschaften herstellbar
Eine weitere Besonderheit: Mit der Anlage ist das Labor für Kunststofftechnologie imstande, Filamente mit bestimmten Eigenschaftsprofilen anzufertigen, die es auf dem Markt nicht zu kaufen gibt, aber für Forschungsprojekte benötigt werden. „Wenn zum Beispiel jemand ein magnetisches Filament benötigt, können wir hier eine maßgeschneiderte Lösung finden“, so Althoff.
Kooperationen mit der Industrie möglich
„Als Labor für Kunststofftechnologie möchten wir der Hochschule unser Know-how verfügbar machen und die Kolleginnen und Kollegen unterstützen“, sagt Laborleiter Lorenz. „Ich freue mich sehr, dass wir die Anlage nun in Betrieb genommen haben. Sie bietet sich natürlich auch für unsere eigene Forschung in der Kunststofftechnologie an und ist geeignet für Kooperationen mit der Industrie.“
Mit dem Aufbau einer eigenen Filament-Fertigung befindet sich die FH Münster übrigens in bester Gesellschaft. So hat das SKZ Mitte 2022 für ein Forschungsprojekt des SKZ und IAP einen Leih-Extruder von Thermo Fisher erhalten, um die Materialentwicklung für Filamente deutlich schneller zu machen. gk
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