Recycle4Repair
Durch gesetzliche Kunststoffrecycling-Quoten wird zukünftig eine steigende Menge an hochwertigen Kunststoff-Rezyklaten verfügbar werden, u.a. für PET (Polyethyleneterephthalat) aus Verpackungen, Flaschen und Alttextilien. Für diese steigenden Mengen bedarf es sinnvoller Verwertungsmöglichkeiten. Eine solche wäre z.B. die Verwendung als Rohstoff für die (Pulverbett-basierte) Additive Fertigung, wie es Recycle4Repair aufzeigen möchte.
Projektpartner
- Polymer Competence Center Leoben GmbH, Koordinator
- Haratech GmbH
- INO GmbH
- JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
- Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung / Montanuniversität Leoben
- Nemeton Innovation GmbH
Motivation und Ziele
Die Motivation von Recyle4Repair ist die Erschließung von Recycling-PET (rPET) als Materialressource für die Herstellung nachhaltiger, langlebiger, hochwertiger technischer Bauteile bzw. speziell Ersatzteile mit durch Rezyklat-Verwendung signifikant gesenktem CO2-Fussabdruck. Dazu wird wegen den besseren erzielbaren mechanischen Eigenschaften im Vergleich zum Spritzguss und der Möglichkeit der wirtschaftlichen Kleinst- bis Mittelserienfertigung auf die Verarbeitung mittels Pulverbett-basierter Additiver Fertigung (Selektives Laser Sintern, SLS) zurückgegriffen. Um den Nachhaltigkeitsgedanken nicht nur auf den Herstellungsprozess zu beschränken, sondern über die gesamte Produktlebensdauer inklusive den Betrieb und die erneute End-of-Life
Rezyklierung zu erweitern, werden auch die Leichtbau-Potentiale der additiven Fertigung insbesondere das Metamaterial-Konzept im Projekt schwerpunktmäßig berücksichtigt, welches zudem kaum rezyklierbare Multimaterial-Spritzguss-Materialien durch strukturelle Verformbarkeit ersetzt. Für die ungehinderte Rezyklierbarkeit am Bauteil-Lebensende ist neben dem damit verbundene intrinsischen "Single Material" Ansatz insbesondere auch die Entwicklung einer ressourcenschonenden, auf lebensmittelechten Farbstoffen basierende Färbemethode für die SLS-gedruckten rPET-Bauteile als Ersatz einer die Rezyklat-Qualität senkenden Duromer-Lackierung im Projekt implementiert.
Hauptziele
- ”Selektives Lasersintern” (SLS) von PET Pulvern
- Neu-PET und rPET (aus Post-Consumer Rezyklat) als Ausgangsstoffe
- Nachhaltiges Färben mit Naturfarbstoffen
- Neuartige Reparaturansätze durch Einsatz von Metamaterialien
- Technische Kunststoff-Bauteile mit signifikant reduziertem CO2 Fußabdruck
Ziele und Vorgangsweise
Übergeordnetes Ziel im industriellen Forschungs-Projekt Recycle4Repair (mit final entwickelten Demonstratoren) ist die CO2-Reduktion in der Fertigung (Größenordnung 20-30 %) von konventionellen Kunststoffprodukten durch Verwendung von PET-Rezyklatmaterial (rPET) und durch Ausnutzung des durch den 3D-Druck zugänglichen Leichtbaupotentials (Materialanlagerung nur dort, wo es auch benötigt wird). Als Anwendungsfälle werden hierbei technisch anspruchsvolle Bauteile aus und für das Kundenumfeld der beteiligten Industriepartner fokusiert, d.h. primär Repair- Bauteile (Gehäuseabdeckungen, Verbindungselemente, etc.), aber auch Serien-Bauteile mit hohem Leichtbau-Potential und zusätzlichen funktionellen (mechanischen) Eigenschaften (Sportgeräte, (Fahrrad-)sattel, Orthesen / Prothesen, usw.) gewählt
„ Recycle4Repair reduziert den CO2 Fußabdruck von Kunststoff-Bauteilen durch Nutzung von Abfallströmen als Rohstoffquelle in Kombination mit dem Leichtbaupotential des 3D-Drucks und nachhaltigem Post-Processing.“
Fördergeber
Das Projekt wird im Rahmen der Ausschreibung der FTI-Initiative „Produktion und Material 2023, national“ durch das Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur (BMIMI) gefördert. Das Programm wird durch die FFG (Projektnummer FO999913845) abgewickelt.
