Hohe EU-Förderung für innovativen 3D-Druck
• Zwei Forscher der Universität Freiburg erhalten einen hoch dotierten Synergy Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC).
• In ihrem geförderten Projekt entwickeln sie neuartige und nachhaltige 3D-Druckverfahren, die das Gebiet der Kunststoffverarbeitung grundlegend verändern könnten.
• Die Förderung läuft über sechs Jahre und beträgt rund zehn Millionen Euro.
Prof. Dr. Bastian Rapp und Prof. Dr. Jürgen Rühe erhalten einen Synergy Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Damit fördert die Europäische Union (EU) ihr gemeinsames Forschungsprojekt „CHiC2PRINT“, das innovative, nachhaltige 3D-Ducktechnologie mit leistungsfähigen und kostengünstigen Kunststoffen der industriellen Fertigung verbindet. Rapp ist Professor für Prozesstechnologie und Rühe Professor für Chemie und Physik von Grenzflächen an der Technischen Fakultät der Universität Freiburg.
Die Förderung läuft über sechs Jahre und beträgt rund zehn Millionen Euro. Mit Synergy Grants fördert der ERC interdisziplinäre Forschungsteams, deren Arbeiten die Kriterien wissenschaftlicher Exzellenz erfüllen und Ergebnisse mit einem hohen Innovationsgrad erwarten lassen. In diesem Jahr wurden von mehr als 950 eingereichten Anträgen 48 für eine Förderung ausgewählt.
Nahezu beliebige Geometrien
„Wir freuen uns riesig über diese Förderung“, sagt Rapp. „Wir sind dabei, ein neues Kapitel der 3D-Drucktechnologie zu schreiben: Bald wird es möglich sein, Objekte in etablierten Kunststoffsystemen sehr viel schneller herzustellen, als es aktuell mit Spritzguss möglich ist.“ Bisher ermöglicht klassischer Spritzguss zwar die kostengünstige Herstellung robuster Kunststoffprodukte, ist aber bei komplexen Formen eingeschränkt. 3D-Druck erlaubt dagegen nahezu beliebige Geometrien, benötigt aber oft spezielle Materialien oder aufwendige Fertigungsverfahren. Diese Grenzen wollen Rapp, Rühe und ihr internationales Forschungsteam überwinden.
Materialtechnologischer Trick
Die Forschenden entwickeln dafür eine Technologie, mit der sich handelsübliche Kunststoffe durch gezielte Belichtung dreidimensional strukturieren lassen. Dabei wird das Material nicht wie beim herkömmlichen 3D-Druck Schicht für Schicht aufgebaut. Stattdessen entstehen durch den Einsatz von Licht komplexe Strukturen direkt im Inneren eines bereits vorhandenen Kunststoffkörpers. Grundlage hierfür ist das sogenannte volumetric printing (Volumendruck). Dieses Verfahren wird gepaart mit einem materialtechnologischen Trick aus der Photochemie, der es ermöglicht, kommerzielle Kunststoffe lichtempfindlich zu machen – so werden sie für den 3D-Druck zugänglich. Langfristig könnten so Bauteile entstehen, deren Form und Eigenschaften sich präzise einstellen lassen, beispielsweise mit gezielt unterschiedlichen Festigkeiten innerhalb eines einzigen Werkstücks.
Vollständig neuartige Wege
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist hierbei die Nachhaltigkeit der eingesetzten Materialien. 3D-gedruckte Objekte sind bisher meistens nicht recyclingfähig und müssen verbrannt oder deponiert werden, was sie aus umwelttechnischer Sicht problematisch macht. In dem geförderten Projekt sollen die hergestellten Objekte am Ende ihrer Lebenszeit wieder komplett in einzelne Komponenten zerlegt werden („Enthaftung“). Die einzelnen Komponenten werden so gespalten, dass die ursprünglichen Kunststoffe wiedererhalten und erneut verarbeitet werden können. „Die Förderung des ERC ist für uns ein großer Ansporn, innovative und nachhaltige 3D-Druckverfahren zu entwickeln“, sagt Rühe. „Die Verbindung von neuartiger, fast nach Science Fiction klingender Drucktechnologie und vollständig neuartigen Wegen, ein breites Spektrum an Materialien 3D-druckbar und sehr viel nachhaltiger zu machen, könnte das gesamte Gebiet der Kunststoffverarbeitung revolutionieren.“
ZUR PERSON
Prof. Dr. Bastian Rapp ist Professor für Prozesstechnologie am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Zu seinen Forschungsschwerpunkten zählen Additive Fertigung, die Entwicklung neuer Materialsysteme wie funktionale Gläser, sowie die Komponentenminiaturisierung und die Mikrosystemtechnik. Er ist Geschäftsführender Direktor des Freiburger Materialforschungszentrums (FMF) und Mitgründer des Spin-offs Glassomer GmbH, das 3D-Druckverfahren der nächsten Generation für Glas anbietet. 2019 erhielt er einen ERC Consolidator Grant für seine Arbeit an taktilen Displays für Menschen mit Sehbehinderung.
Prof. Dr. Jürgen Rühe ist Professor für Chemie und Physik von Grenzflächen am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Zu seinen Forschungsschwerpunkten zählen neue Wege zur Beschichtung von Oberflächen, wobei die Kombination von Oberflächenchemie und Mikrostrukturierung vollständig neuartige Materialien ergibt. Rühe ist Geschäftsführender Direktor des Freiburger Zentrum für Interaktive Werkstoffe und Bioinspirierte Technologien (FIT). Er ist Sprecher des Exzellenzclusters livMatS, das sich mit adaptiven Materialsystemen befasst, sowie Co-Sprecher des DFG-Graduiertenkollegs BioBuild, das neue Materialien für adaptive Architektur entwickelt. Für eine Arbeit auf dem Gebiet der Oberflächenmodifizierung erhielt er unter anderem den DECHEMA-Preis der Max-Buchner-Forschungsstiftung.
Kontakt
Hochschul- und Wissenschaftskommunikation
Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-4302
E-Mail: kommunikation@zv.uni-freiburg.de
Weitere Informationen:
https://uni-freiburg.de/hohe-eu-foerderung-fuer-innovativen-3d-druck/
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