In den letzten Jahren hat sich das Materialangebot für den 3D-Druck immer weiter erweitert. Mittlerweile können nicht nur Kunststoffe und Metalle verwendet werden, sondern auch Glas, Beton und Keramik. Im Rahmen der Kreislaufwirtschaft konzentrieren sich auch immer mehr Materialhersteller darauf, Abfälle zu recyceln und in 3D-Druckmaterialien umzuwandeln. Daher finden wir Recycling von Meeresabfällen, Industrieabfällen und Holz als Filament. Darüber hinaus nimmt die Zahl unkonventioneller Materialien zu, die im Kontext des 3D-Drucks recht überraschend aussehen, darunter Schokolade, Lebensmittelabfälle, Zigarettenkippen und sogar Regolith! Einige ungewöhnliche Materialien und Anwendungen haben wir in unserem Artikel zusammengefasst: Sind Sie bereit, Ihre Teile mit Kaffee in 3D zu drucken?
Schokolade und 3D-Druck
Dieses 3D-Druckmaterial ist vielleicht nicht so besonders wie andere auf der Liste, aber es ist sicherlich eines der am häufigsten verwendeten. Das 3D-Druckverfahren für Schokolade ähnelt der FDM-Technologie, seine Kühleigenschaften unterscheiden sich jedoch von denen von Kunststoff, sodass der Vorgang länger dauert. Im Laufe der Jahre erfreute sich diese Technologie immer größerer Beliebtheit, was viele Unternehmen dazu veranlasste, verschiedene Projekte und sogar 3D-Schokoladendrucker zu entwickeln, und insbesondere die neue Kakaopresse hat eine große Anhängerschaft unter 3D-Druck-Enthusiasten gewonnen. Es gibt eine Reihe verschiedener Projekte, die sich auf den 3D-Druck von Schokolade konzentrieren, darunter Unternehmen wie More Than Shape, die daran arbeiten, durch die Technologie neue Geschmackserlebnisse zu schaffen, und Forscher, die den 3D-Druck nutzen, um gesündere Schokolade herzustellen. Sind Sie bereit, dieses köstliche 3D-Druckmaterial zu essen?
3D-Druck von Asche
Das spanische Unternehmen Narbon engagiert sich für die Implementierung neuer Technologien und Innovationen in der Bestattungsbranche. Der Service 3DMemories nutzt 3D-Drucktechnologie, um aus der Asche, den Haaren, der DNA oder den Skelettresten eines geliebten Menschen originellen und einzigartigen Keramikschmuck herzustellen. Dazu muss das Muster bearbeitet werden, gefolgt von der Keramikmontage und anschließend dem 3D-Druckprozess des Schmucks. Anschließend wird die Emaille aufgetragen und die Teile fixiert. Wie zu erwarten ist, bietet der Service eine Reihe von Produkten für Männer und Frauen an.
Wenn Zucker auf 3D-Druck trifft
Sugar Lab wurde vor fast einem Jahrzehnt von 3D Systems übernommen, 2020 jedoch aus dem Unternehmen ausgegliedert und als Unternehmen für den 3D-Druck von Süßigkeiten neu gegründet. Das Unternehmen verwendet einen Brill 3D Culinary Studio-Drucker namens ChefJet Pro, der ursprünglich von 3D Systems entwickelt wurde, um kompliziert geformte Süßigkeiten und Dekorationen zu liefern. Das in Los Angeles ansässige Unternehmen soll Süßigkeiten in allen Geschmacksrichtungen und Farben anbieten können. Ob Geburtstag, Hochzeit oder Jahresabschlussfeier – The Sugar Lab bietet eine Vielzahl an 3D-gedruckten Leckereien. Vom Volumen her kann der 3D-Drucker Hunderte von Süßigkeiten pro Tag produzieren. Während The Sugar Lab eines der bekanntesten Unternehmen ist, das Zucker als Druckmaterial verwendet, haben auch andere Unternehmen wie The Modernist Cuisine mit dem 3D-Druck mit Zucker experimentiert.
Diamant-3D-Druck
Obwohl Diamant zu den härtesten Materialien der Erde gehört, kann er auch in 3D gedruckt werden. Im Jahr 2019 kündigte Sandvik Additive Manufacturing die Entwicklung des ersten 3D-gedruckten Diamant-Verbundwerkstoffs an. Obwohl mit dem kostbaren Material gedruckte Teile nicht leuchten, ist es laut Sandvik jetzt möglich, Diamanten in sehr komplexen Formen zu drucken, und das Unternehmen setzt große Hoffnungen in seine zukünftigen Anwendungen.
Digory, ein von Elfenbein inspiriertes 3D-Druckmaterial
Um dem Raubbau an Elfenbein entgegenzuwirken und damit die Bedrohung für viele Tierarten zu beseitigen, haben die Universität Wien und die Cubicure GmbH Digory entwickelt, ein elfenbeinähnliches Material. Es handelt sich um ein Kunstharz aus Kalziumphosphatpartikeln und Siliziumdioxidpulver, das zur Reparatur antiker Denkmäler und Elfenbeingegenstände verwendet wird. Durch das Stereolithographie-Verfahren verfestigt sich das Material an den gewünschten Stellen und ermöglicht dem Anwender die Wiedergabe feinster Details. Insbesondere Digory hat die gleichen Eigenschaften und Eigenschaften wie Elfenbein.
Verschiedene Verwendungsmöglichkeiten von Leinen
Als Alternativen zu herkömmlichen Filamenten finden wir auch Verbundwerkstoffe aus PLA und Leinen des französischen Herstellers Nanovia. Nach Angaben des Unternehmens stellt der Verbundwerkstoff nicht nur eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Filamenten dar, sondern bietet auch die Möglichkeit, durch unterschiedliche Druckparameter unterschiedliche Brauntöne zu erzielen. Dazu ändern Sie einfach die Drucktemperatur während des Herstellungsprozesses. Als Oberflächenbehandlung empfehlen die Hersteller eine UV-Schutzbehandlung der gedruckten Teile, damit diese möglichst lange intakt bleiben.
Materialien aus Lebensmittelabfällen
Heutzutage werden viele Materialien aus Lebensmittelabfällen hergestellt. Ein Beispiel sind Orangenschalen. Das italienische Designstudio Krill Design stellt beispielsweise 3D-gedruckte Lampen aus getrockneten Orangenschalen her, mahlt sie zu Pulver und wandelt sie dann durch 3D-Druck in Biomaterialien um. Ein ähnliches Projekt ist die von WASP und dem Architekten Carlo Ratti entwickelte „Feel the Peel“-Maschine. Es handelt sich einerseits um eine Saftbar, aber auch um einen 3D-Drucker, da Orangenschalen gesammelt, getrocknet und mit PLA vermischt werden, um das Grundmaterial für den 3D-gedruckten Becher zu bilden. Zitrusabfälle sind nicht der einzige Rohstoff, der in 3D-Druckmaterial umgewandelt werden kann. Im Cocoa Ecovillage werden beispielsweise Kakaobohnen und -abfälle verwendet, um 3D-gedruckte Gebäude zu schaffen, indem Kakaoschalen in Biokunststoff umgewandelt werden. Bei einigen Herstellern fanden wir auch Filamente aus Austernabfällen oder Muscheln. Smartmaterials bietet solche Bioprinting-Materialien an, und der französische Filamenthersteller Francofil verkauft auch PLA mit Muschel-, Jakobsmuschel- oder Austernresten. In unserem Angebot finden wir auch Filamente aus Bierkörnern. Diese Beispiele geben Einblick, wie Abfälle aus der Lebensmittelproduktion in 3D-Druckmaterialien umgewandelt werden können.
Weltraummaterialien für die additive Fertigung
Regolith, der auf dem Mond reichlich vorhandene graue Staub, ist Gegenstand der 3D-Druck-Forschung. Eine von der University of Central Florida durchgeführte Studie hat Mondregolith und Salzwasser verwendet, um 3D-gedruckte Ziegel zu entwickeln, die für den Bau einer Basis im Artemis Base Camp verwendet werden könnten. Daher führten Forscher verschiedene Tests durch, um zu prüfen, ob diese Ziegel für den Bau von Häusern im Weltraum verwendet werden könnten. Sie nutzen ein Pulverbindungsverfahren, was besonders bei keramikähnlichen Materialien von Vorteil ist. Die Ziegel wurden mit dem salzwasserbasierten Klebstoff und Regolith von Exolith Labs von UVF bedruckt. Trotz des theoretischen Charakters des Projekts zeigen die Ergebnisse, dass 3D-gedruckte Ziegel extremen Bedingungen standhalten können.
Ein weiteres Beispiel ist das Artemis-Projekt der ESA und der NASA, bei dem untersucht wurde, ob Weltraummaterialien wie Regolith zur Herstellung von Ziegeln und zur anschließenden Entwicklung von Lebensräumen, Startrampen oder Stützstrukturen verwendet werden könnten. Wir könnten auch über die pädagogischen Ziele der verwitterten LEGO-Steine sprechen: Sie sollen das Interesse von Kindern an Raum und Architektur wecken. Infolgedessen werden 15 der Steine in LEGO-Läden auf der ganzen Welt verkauft. Obwohl der 3D-Druck mit Mondstaub im Allgemeinen noch recht hypothetisch ist und immer noch selten angewendet wird, könnte sich diese Situation in naher Zukunft ändern.
3D-Druck aus Wolle
Wolle, die aufgrund ihrer Feinheit nicht in der Textilindustrie verwendet werden kann, landet oft im Mülleimer. Ein Projekt des niederländischen Designers Christien Meindertsma in Zusammenarbeit mit der Firma TFT macht dem jedoch ein Ende. Ein maßgeschneiderter Roboterarm namens FLOCKS Wobot trägt diese Wolle Schicht für Schicht auf und formt verschiedene Objekte, ohne zusätzliches Material oder Wasser zu verwenden. Dieses innovative Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und bietet großes Potenzial, da Wolle recycelbar, biologisch abbaubar und isolierend ist. Zukünftige Anwendungen könnten Akustik, Wärmedämmung, Design und Möbelherstellung umfassen. Dylans urbanes Labor D-House erforscht auch den 3D-Druck mit Merinowolle. Er hat sich mit The Woolmark Company und Stratasys zusammengetan, um das Projekt „Knitting the Future“ zu starten, an dem auch Studenten des Londoner Royal College of Art beteiligt sind, die 3D-gedruckte Designs aus gestrickter Wolle entwickeln wollen. Wolle ist bei Designern besonders beliebt, da sie vielfältige Farbvariationen, Farbverläufe und Schimmereffekte ermöglicht und gleichzeitig weniger Abfall produziert.
Kaffee als 3D-Druckmaterial
Kaffee ist eines der am meisten konsumierten Getränke der Welt. Täglich werden weltweit schätzungsweise 2,5 Milliarden Tassen Kaffee konsumiert. Stellen Sie sich also vor, wir könnten diesen Verbrauch nutzen, um Materialien für den 3D-Druck zu entwerfen … Tatsächlich wurden in letzter Zeit mehrere Initiativen entwickelt, darunter das Recycling von Kaffeesatz, den Rückständen der Permeation und das Hinzufügen einer Polymerbasis: Anschließend haben wir das Material für die 3D-Produktion bereit Druck, normalerweise Filament. Unter diesen Initiativen können wir das Beispiel von Lowpoly nennen, das diesen Kaffeesatz nutzte, um 3D-gedruckte Möbel für ein Café zu entwerfen. Wir könnten auch über die University of Colorado oder sogar Krill Design sprechen, die Liste ist nicht vollständig.
Organische 3D-Druckmaterialien
Wenn man an Algen oder Pilze denkt, kommt einem vielleicht nicht als erstes die additive Fertigung in den Sinn. In den letzten Jahren wurden diese organischen Materialien jedoch in verschiedenen Projekten für den 3D-Druck verwendet. Pilze, oder genauer gesagt Myzel, werden aufgrund ihrer umweltfreundlichen Eigenschaften als Druckmaterial sowie für Anwendungen wie Innenarchitektur, Konsumgüter und sogar das Gesundheitswesen untersucht. Algen werden inzwischen bereits in allen Bereichen eingesetzt, von 3D-gedruckten Bio-Fliesen bis hin zu nachhaltigeren Medikamenten. Darüber hinaus werden Algentinten entwickelt, um die Herstellung nahrhafter Lebensmittel, einschließlich Kulturfleisch, zu unterstützen. Diese beiden Beispiele veranschaulichen perfekt, wie die additive Fertigung zu einem umweltfreundlicheren Prozess wird.
Zigarettenkippen
Ja, Sie haben richtig gelesen: Zigarettenkippen könnten das 3D-Druckmaterial der Zukunft sein. Diese Initiative wird unserem Planeten Vorteile bringen. Tatsächlich ist es unser Ziel, alle täglich in die Natur geworfenen Zigarettenkippen wiederzuverwenden. Sie wissen jedoch, wie schädlich sie für unsere Umwelt sind. Eine einzige Zigarettenkippe kann bis zu 500 Liter Wasser oder einen Kubikmeter Schnee verunreinigen! Stellen Sie sich das also im globalen Maßstab vor. Um dieses Problem zu lösen, wurde Filaret3D geboren: ein Unternehmen, das Zigarettenkippen sammelt und sie in neue Materialien umwandelt, sei es Papier oder 3D-Druckfilament. Sie sammelt Zigarettenkippenfilter, entgiftet und reinigt sie und fügt dann Polymere und andere Zusatzstoffe hinzu. All dies wird in Partikel und dann in Filamente umgewandelt.