3DBioFiberPrint

Flexible additive Produktionsprozesse zur Herstellung von individuellen bio-basierten Verpackungen 

Biobasierte kompostierbare Individualverpackung

Die Verpackungsindustrie unterliegt aufgrund politischer und gesellschaftlicher Begebenheiten starkem Wandel und Innovationsdruck. Verpackungen, die im Einklang mit Umwelt- und Klimazielen stehen, werden gesucht. Diese sollten aus ökologischer Sicht biobasiert und zusätzlich entweder biologisch abbaubar sein oder der Kreislaufwirtschaft zugeführt werden können. Eine energetische oder Deponieverwertung sollten weitestgehend verhindert werden.

Die Verpackung ist ein sehr preiskritisches Produkt, was die Einführung neuer Werkstoffe, Technologien und Prozessketten aus wirtschaftlicher Sicht per se erschwert. Diese Probleme sollen durch die schnelle additive Fertigung in Kombination mit biobasierten Materialsystemen überwunden werden. Hierfür dienen biobasierte Polymere und nachwachsende Rohstoffe mit Reststoffcharakter, die bisher in additiven Fertigungsverfahren nicht eingesetzt werden, jedoch durch Upcycling ein enormes Anwendungspotential bieten.

Durch Nutzung von 3D-Drucktechnologien mit besonders hohem Durchsatz und intelligenter, materialsparender Auslegung können diese in einem wirtschaftlich konkurrenzfähigen Kostensegment gefertigt werden. Dabei sollen Individualverpackungen geringer bis mittlere Stückzahl und dadurch aktuell hohen Stückkosten betrachtet werden.


Forschung an der TU Bergakademie Freiberg

„Prozessentwicklung für Papierfasern im Binder-Jetting für Verpackungen“

Verpackung aus PapierfasernBinder Jetting (auch 3D-Drucken, 3DP) ist eines der schnellsten additiven Fertigungsverfahren, welches durch eine enorme Materialvielfallt der möglichen Pulver überzeugt. Vor allem der Einsatz eines Matrix- und Binderpulvers in Kombination mit einer wasserbasierten Druckflüssigkeit haben ein enormes Potential für neue Matrixwerkstoffe. So können auch Reststoffe zum Einsatz kommen, um unsere Ressourcen besser zu nutzen sowie eine weiter stoffliche Verwertung und damit verbundenes Upcycling zu erreichen. Darüber hinaus müssen auch passende Binderpulver gefunden werden, um gezielte Anwendungen möglich zu machen.

In diesem Projekt sollen Papierfasern aus der Verpackungsindustrie eingesetzt werden, um daraus neue Inneneinrichtungen als Verpackungseinleger zu fertigen.

Projektpartner
Technische Universität Chemnitz, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, Deutschland
richter & heß VERPACKUNGS-SERVICE GmbH, Deutschland
Robert Kraemer GmbH und Co. KG, Deutschland

Projektlaufzeit
10/2020 - 03/2023

Förderung
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Veröffentlichungen

  • Kühnel, L.; Hartmann, T.; Stiller, A.; Rinberg, R.; Nendel, W.; Zeidler, H.: Additive production processes for the manufacturing of customised bIo-based packaging. In: Proceedings of the 2nd International Conference on Circular Packaging, Ljubljana, Slovenia, 2021, S. 269-275, ISBN 978-961-90424-6-5

Logos der Projektpartner und Sponsoren

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Henning Zeidler

Prof. Dr.-Ing. Henning Zeidler


Professurinhaber

Karl-Kegel-Bau, Agricolastr. 1, Zimmer 90

Telefon +49 3731 39 3066
Fax +49 3731 39 3658
henning [dot] zeidleratimkf [dot] tu-freiberg [dot] de



Inhaber der Professur für Additive Fertigung
Dipl.-Ing. Katja Brauer

Dipl.-Ing. Katja Brauer


Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Karl-Kegel-Bau, Agricolastr. 1, Zimmer 94

Telefon +49 3731 39 3642
Fax +49 3731 39 3658
katja [dot] braueratimkf [dot] tu-freiberg [dot] de



Projektkoordinatorin 3DBioFiberPrint
Dr.-Ing. Lisa Kühnel

Dr.-Ing. Lisa Kühnel


Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Karl-Kegel-Bau, Agricolastr. 1, Zimmer 93

Telefon +49 3731 39 3749
Fax +49 3731 39 3658
lisa [dot] kuehnelatimkf [dot] tu-freiberg [dot] de