Im vorigen Video ging es um technische Keramik und darum, wo sich damit Geld sparen lässt. Diesmal schauen wir auf die Kunststoffseite – und auf eine Möglichkeit, die sich erst dadurch ergibt, dass wir Granulat statt Filament verarbeiten: Wir können während des Drucks etwas beimischen und damit das Endprodukt verändern.
Warum das nur mit Granulat geht
Ein Filament ist fertig. Es wurde beim Hersteller compoundiert, eingefärbt und auf Durchmesser extrudiert – an seiner Zusammensetzung ändert sich nichts mehr. Wer druckt, wählt aus dem, was es als Spule gibt.
Bei uns liegt das Material in der Rohform vor, als Körner. Dadurch können wir im Druckkopf nicht nur dieses eine Granulat verarbeiten, sondern Additive zuführen.
Was ein Additiv konkret macht
Am einfachsten ist das Beispiel Farbe: Ein weißes Ausgangsmaterial, dem rotes Farbpulver beigemischt wird, ergibt ein rosa bis rotes Bauteil – je nach Anteil.
Spannend wird es, wenn man den Anteil während des Drucks verändert. Stellen Sie sich einen Würfel vor: Die erste Schicht ist noch weiß, ab Schicht zwei mischen wir Farbpulver bei und erhöhen den Anteil nach und nach. Das Ergebnis ist ein kontinuierlicher Verlauf von Weiß über Hellrosa zu Dunkelrot. Dasselbe Prinzip funktioniert mit jeder anderen Eigenschaft.
Drei Additive, die in der Praxis zählen
- Farbpulver für Farben und Farbverläufe.
- Antibakterielle Zusätze, etwa Silberpartikel.
- Treibmittel, die das Material aufschäumen.
Das Treibmittel ist dabei der interessanteste Hebel. Nehmen Sie ein sehr belastbares, zähes Elastomer: Durch das Aufschäumen entsteht eine Porosität, das Material wird flexibel, behält aber eine hohe Reißfestigkeit. Genau diese Kombination macht es für Bandagen und Orthopädietechnik brauchbar.
Wo das gebraucht wird
Rund 200 verschiedene Kunststoffarten sind im Umlauf, jeder mit seiner technischen Anwendung – transparent, lebensmittelecht, belastbar, thermisch beständig. Manchmal ergibt es Sinn, diese Eigenschaften aktiv zu verändern, um zum Anwendungsfall zu passen.
Besonders deutlich wird das in der Medizin- und Orthopädietechnik. Kein Fuß ist wie der andere, kein Körper, kein Gesäß. Bei individuellen Versorgungen mit harten und weichen Zonen ist der 3D-Druck ohnehin im Vorteil – aber erst die Beimischung erlaubt es, diese Zonen wirklich fließend auszuführen statt sie zusammenzusetzen.
Wir arbeiten derzeit an Projekten für Rollstuhlfahrer, bei denen das Gesäß eingescannt wird und daraus harte und weiche Zonen entstehen. Bei Beinamputationen, wo eine Wunde an- und abschwillt, lässt sich individuell reagieren – und wo Wundwasser oder Bakterien ins Spiel kommen, machen Silberpartikel das Bauteil antibakteriell. Mehr dazu in unserem Beitrag zur Orthopädietechnik.
Ein Gedankenspiel: der individuelle Schuh
Das lässt sich bis zum Ende durchspielen. Die Sohle muss abriebfest gegen Kies und Steine sein – also drucken wir sie mit einem Kopf aus dem Material in seiner Ursprungsform.
Dann beginnen wir, Treibmittel beizumischen. Ein Kopf mit großer Düse trägt schnell und großvolumig eine weiche Zwischensohle auf, die bereits Zonen enthalten kann: hinten härter, in der Mitte weicher, vorne wieder härter – je nachdem, wie der Fuß aussieht.
Zuletzt übernimmt ein weiterer Kopf die feine Kontur und mischt Silberpartikel bei, damit der Schuh auch bei starkem Schwitzen oder einer Verletzung am Fuß antibakteriell bleibt.
Wenn die Geometrie nicht flach ist
Eine Bandage ist zylindrisch, kein Flachteil. In unserem System lässt sich eine Achse durch eine Rotationsachse ersetzen: Die Bandage wird aufgestülpt und über eine rotationssymmetrische Bewegung bedruckt. Damit sind individuelle Knie- oder Ellenbogenbandagen mit harten und weichen Zonen möglich. Wie das mit Textilien zusammenspielt, haben wir im Beitrag zum Druck auf Textilien beschrieben.
Und wenn das Teil kaputtgeht?
Dann lässt es sich recyceln. Aus dem Bauteil wird Mahlgut, und weil Mahlgut ebenfalls Granulatform hat, können wir es direkt wieder beimischen – im Prozess, ohne Umweg über eine Filamentproduktion.
Kunststoff ist ein hervorragender Werkstoff, hat aber immer den Beigeschmack, schlecht für die Umwelt zu sein. Mit diesem Verfahren lässt sich derselbe Werkstoff mehrfach verwenden, statt ihn nach einem Leben wegzuwerfen. Auch dazu haben wir einen eigenen Beitrag über Rezyklate.
Kapitel im Video
- 0:00 · Intro – was Additive möglich machen
- 0:29 · Warum Granulat statt Filament – live beimischen
- 0:49 · ~200 Kunststoffe & ihre Eigenschaften
- 1:18 · Individualisierung: Medizin, Orthopädie, Schuhtechnik
- 2:07 · Was sind Additive? (Farbpulver-Beispiel & Farbverlauf)
- 3:07 · Antibakteriell & Treibmittel: geschäumte Strukturen
- 3:34 · Anwendungen: Bandagen, Orthesen, Rollstuhl, Wundversorgung
- 4:27 · Beispiel: der individuelle Schuh (harte Sohle → weiche Zonen)
- 5:39 · Rotationsachse: direkt auf Bandagen drucken
- 6:18 · Recycling: Mahlgut live wieder beimischen
- 7:05 · Fazit & Verabschiedung