Klimaentwicklung, Kostenexplosion, Endlichkeit von Ressourcen – in vielen Industriezweigen wird es immer dringlicher, effizientere Herstellungsverfahren zu nutzen. Eine Technologiegruppe, die dafür immer wichtiger wird, ist die der additiven Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, und ihre verschiedenen Verfahren.

Täglich fallen Massen an Produktionsrückständen an. Ob Schlämme, Stäube, Holzmehl, Obstkerne, Muschelkalk oder Schalen von Meerestieren, die Professur für Additive Fertigung des Instituts für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung will weg vom Deponieren und Verbrennen dieser Abfälle. Ihr Ziel ist es, diese Reststoffe im 3D-Druck für neue Produkte wiederzuverwenden. Ein dafür genutztes Verfahren ist das Binder Jetting. Dabei wird pulverförmiges Ausgangsmaterial schichtweise mit einem flüssigen Bindemittel zusammengebracht, um Bauteile herzustellen. Prozess und Material werden individuell für das entstehende Werkstück angepasst. Es entstehen kaum Abfälle. Der Herstellungsprozess ist flexibel und kostengünstig.

Bisher werden für die additive Fertigung vor allem Kunststoffe, Kunstharze, Metalle und Keramik verwendet. In dem Forschung und Unternehmen zur Verfügung stehenden und vom Freistaat Sachsen geförderten Reallabor liegt der Fokus auf der Wiederverwertung von natürlichen und industriellen Reststoffen. Das bietet viele Ansätze und hilft, Ressourcen zu schonen sowie Kohlendioxid Emissionen zu reduzieren. Aufgabe der Forschenden ist es dabei, die unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien für geeignete Anwendungen nutzbar zu machen.

So werden mit Partnern innovative Ansätze für eine konsequente Kreislaufwirtschaft geschaffen, die es ermöglichen, neue Märkte zu erschließen. Das soll auch bei einem bis 2025 laufenden internationalen Projekt mit der Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology in Kenia gelingen. Reststoffe aus der Landwirtschaft und Material aus der Wasserhyazinthe, einer schädlichen invasiven Pflanzenart, sollen für die additive Fertigung genutzt werden und so die Umwelt entlasten. Neben der Technologieentwicklung wird die Qualifizierung von Fachkräften und wissenschaftlichem Nachwuchs nachhaltig wirken.

Ein weiteres praktisches Beispiel aus dem Labor ist die Herstellung von Kapitellen, also reichhaltig verzierten Säulenköpfen, für das Bühnenbild der Aufführungen der Theater Chemnitz. Als Grundmaterial dafür wurde Reststoff aus Miscanthus, auch Elefantengras genannt, verwendet. Im Sinne eines niedrigschwelligen Zugangs zu Innovationen sind zudem Unternehmen ins Reallabor eingeladen, um die additive Fertigung für eigene Anwendungen zu testen. Neben dem Zugang zu neuen Technologien bietet dies den Vorteil, Ideen überprüfen zu können, ohne vorab selbst zu investieren.