3D-Druck von kreislauffähigen, aufbereiteten Baureststoffen für den Formenbau

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Die Voxeljet AG und die Parastruct GmbH haben erfolgreich den 3D-Druck von kreislauffähigen Reststoffen aus der Bauwirtschaft erprobt.

• In einem ersten Proof of Concept haben Voxeljet und das österreichische Unternehmen Parastruct erfolgreich die Verarbeitung recycelter, biogener und mineralischer Reststoffe aus der Bauindustrie mittels Binder Jetting-3D-Druck untersucht.

• Bei der von Parastruct entwickelten Aufbereitungs- und Bindertechnologie handelt es sich um ein vollständig recyclingfähiges System, mit dessen Hilfe sich der Primärressourcenverbrauch um bis zu 90 Prozent und die Entsorgungskosten in der Bauwirtschaft, abgesehen von Schalhäuten, auf ein Minimum reduzieren lassen.

• Im nächsten Schritt soll die Technologie mit Anwendungspartnern im Formenbau für Kaltguss- und Laminieranwendungen weiterentwickelt werden.

In einem ersten Proof of Concept haben die Voxeljet AG und die Parastruct GmbH erfolgreich den 3D-Druck von kreislauffähigen Reststoffen aus der Bauwirtschaft erprobt. Zum Einsatz kam dabei die Binder Jetting 3D-Druck Technologie von voxeljet. Bei dem getesteten Material handelte es sich um das Ecomould Materialset der Parastruct GmbH -- ein aus biogenen Produktionsrestmassen aus der Bauindustrie und einem mineralischen Binder bestehendes Materialset, welches von dem österreichischen Start-up entwickelt wurde. Mittels Binder Jetting lassen sich mit Ecomould Formteile herstellen. Diese eignen sich zum Beispiel für den Kaltguss von Beton und Keramik für innenarchitektonische Objekte oder für Laminierverfahren. Das Ecomould-Material wurde auf einer VX200 von Voxeljet untersucht -- einem speziell für Forschungs- und Entwicklungszwecke entwickelten 3D-Drucksystem.

Mittels 3D-Druck gelangen Baureststoffe wieder zurück in den Wertschöpfungsprozess

Die Parastruct GmbH ist ein Unternehmen mit Sitz in Innsbruck, Österreich. Mit der Technologie sowie dem Ecomould Materialset bietet Parastruct Unternehmen eine nachhaltige Lösung für den kreislauffähigen Formenbau. Prognosen schätzen die jährliche Wachstumsrate des Marktes für recyceltes Überschussmaterial bis 2025 auf 7-9 Prozent^[1]. Steigende rechtliche Verbindlichkeiten und Kundenanforderungen im Rahmen von Corporate Social Responsibility (CSR) Strategien, fördern zudem das Interesse und den Bedarf nach nachhaltigen Wertschöpfungslösungen. Mittels 3D-Druck führt Parastruct ungenutzte, mineralische Schüttgüter wie Produktionsrestmassen aus der Bauwirtschaft und biogene Ressourcen wie Holzmehl oder Sägespäne zurück in den Wertschöpfungsprozess.

Wegfall der Entsorgungskosten, reduzierte Ressourcenaufwendungen

Für Unternehmen ergibt sich daraus sowohl ein Einsparpotenzial durch den Wegfall von Entsorgungskosten - die bei Bauschutt zwischen 75-100€/t und bei Holz zwischen 70-180€/t liegen können - als auch die Optimierung der Gesamtprofitabilität durch reduzierte Ressourcenaufwendungen. Nachhaltigkeitsziele, insbesondere in Anbetracht von verschärften Richtlinien wie dem EU Green Deal, können mit Hilfe von Ecomould einfacher umgesetzt werden. Denn Ecomould weist mit -108,3 kg CO² pro 1m² Formfläche^[2] eine weitaus geringere CO²-Bilanz aus als konventionell gefertigte Sand-Phenolharz-Formen.

Die mittels Ecomould hergestellten Formen lassen sich nach Ihrer Lebenszeit zerkleinern und als Partikelmaterial erneut dem 3D-Drucker zuführen. Als Beschichtung kann eine Kunststoffbeschichtung dienen, die einmalig aufgetragen wird und nach der Lebenszeit ebenfalls entfernbar ist. Bei einer zweiten Verwendung des Ecomould Materials reduziert sich der CO²-Fußabdruck weiter.

Binder Jetting besonders für Verarbeitung von Ecomould geeignet

Die Binder Jetting 3D-Druck-Technologie von Voxeljet eignet sich besonders für die Verarbeitung von Ecomould. Denn bei Voxeljet-3D-Druckern handelt es sich um Open-Source Systeme, deren Druckparameter flexibel an unterschiedliche Materialsets anpassbar sind. Darüber hinaus verfügt Voxeljet über ein breites Druckerportfolio, mit Baugrößen von derzeit bis zu 4 x 2 x 1 m. Das verspricht somit eine einfache Skalierung der mit Ecomould gefundenen Ergebnisse auf größere, produktivere 3D-Drucker.

Für die Weiterentwicklung des Verfahrens, werden aktuell interessierte Parteien gesucht, die die Transformation einer nachhaltigeren Bauwirtschaft in einem möglichen Förderprojekt gemeinsam voranbringen wollen.

Bild oben: Verdrucktes, biogenes Partikelmaterial (Nadelholz-Fichte) von Parastruct. Bild: Parastruct

[1] Kai-Stefan Schober (2021): https://www.rolandberger.com/de/Insights/Publications/Es-wird-Zeit-f%C3%BCr-die-Kreislaufwirtschaft-in-der-Baubranche.html (abgerufen am 18.01.2024)

[2] Der CO²-Fußabdruck wurde von Parastruct GmbH mit Hilfe des Impact Forecast Tools ermittelt und zertifiziert.

Weitere Informationen: https://www.parastruct.org/ und https://www.voxeljet.de/

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