Bio-basierte Graphen-Schäume für industrielle Anwendungen

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Im Projekt Bio.3DGREEN wollen die Wissenschaftler:innen mit einer neuartigen Materialpaste Graphenschäume erzeugen. | Quelle: KI | Copyright: Grafik: KI-generierte Darstellung | Download

Schwammartige Strukturen sind Multitalente der Natur: Menschliche Knochen, Pilzsporen oder Katzenpfoten nutzen sie zur Stoßdämpfung, Stabilisierung oder Geräuschreduktion. Die Projektpartner aus neun Ländern wollen solche der Natur-nachempfundenen Strukturen nun in einem laserbasierten Additivprozess fertigen. Als Ausgangsmaterial nutzen sie Pflanzenöl und nickelbeschichtetes Metallpulver. Schichtweise sollen daraus komplexe dreidimensionale Strukturen entstehen. Das Metallpulver wollen die Forscher:innen während der Herstellung extrahieren. Daraus ergibt sich dann die beabsichtige schwammartige 3D-Graphenstruktur. Das Pulver soll anschließend wiederverwendet werden können.

Vom Labor zur Anwendung: Entwicklung des Fertigungsprozesses

Da das Material in der Additiven Fertigung erstmals zum Einsatz kommt, ist die Entwicklung des Druckprozesses anspruchsvoll: Die Paste aus beschichteten Metallpartikeln und Pflanzenöl erfordert ein speziell zu entwickelndes Zuführsystem. Zudem wird das Team die optimale Laserwellenlänge für die präzise Materialbearbeitung ermitteln.

Begleitend führen Partner Lebenszyklusanalysen (LCA) und Lebenszykluskostenrechnungen (LCC) durch. Sie erfassen CO₂-Emissionen, Energieverbrauch, Abfallaufkommen und Recyclingpotenziale. Ihr gemeinsames Ziel: Die Technologie in die europäische Kreislaufwirtschaft integrieren und auf weitere Branchen übertragen.

Über Bio.3DGREEN

Mit dem Projekt Bio.3DGREEN wollen die Partner demonstrieren, dass Additive Fertigung mit Graphenschäumen eine leistungsfähige und nachhaltige Alternative für die Produktion von stoßabsorbierenden, schallreduzierenden und oder leichten Strukturen sein kann. Im Projekt arbeiten unter der Leitung des LZH die Universidad Complutense de Madrid, Spanien, Atomising Systems Limited, GB, University of Patras, Griechenland, Engitec Systems International Limited, Zypern, Meab Chemie Technik Gmbh, Deutschland, DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Deutschland, Ylisense Private Company Ike, Griechenland, Tenneco Automotive Europe Bvba, Belgien, Centro Ricerche Fiat Scpa, Italien, Prozero International Aps, Dänemark, Stratagem Energy Ltd, Zypern, Neuraltech Ike, Griechenland, and Alpes Lasers SA, Schweiz. Das Projekt Bio.3DGREEN wird von der Europäischen Union im Rahmen von Horizont Europa unter dem Förderkennzeichen 101174399 gefördert. Mehr Informationen: www.bio3dgreen.eu