Holz ist ein natürliches Material mit einer einzigartigen Ultrastruktur, das sich aber schwer verarbeiten lässt. Forschern aus Schweden von der von der Chalmers University of Technology ist es nun gelungen, ein Verfahren für den 3D-Druck von nachhaltigen Produkten auf Holzbasis zu entwickeln. Wir stellen es vor.
Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden arbeiten daran, die einmalige Struktur von Holz mit einer Tinte auf Holzbasis nachzuahmen. In einer Mitteilung an das 3D-grenzenlos-Magazin wird berichtet, dass damit umweltfreundlichere Produkte mit einzigartigen Eigenschaften hergestellt werden wie Kleidung, Verpackung, Möbel oder Gesundheits- und Körperpflegeprodukte.
Einzigartig in der Struktur, schwierig bei der Verarbeitung
Holz hat Eigenschaften, die bezüglich Porosität, Zähigkeit und Torsionsfestigkeit einzigartig sind. Die Verarbeitung von Holz gestaltet sich sehr schwer. Das Material kann weder geschmolzen noch leicht umgeformt werden. Es muss gesägt, gehobelt oder gebogen werden. Bei der Produktion von Papier, Pappe und Textilien wird die zugrunde liegende, sogenannte „Ultrastruktur“ zerstört. Ein neu entwickeltes 3D-Druckverfahren soll ein Bearbeiten ermöglichen.
Spezielles Gel
Das Forscherteam hat Zellstoff in ein Nanocellulose-Gel umgewandelt. Dabei entstand eine Art Tinte, die 3D-gedruckt werden kann. Mit dem neuen Verfahren wird der genetische Code des Holzes interpretiert und digitalisiert. Die Anordnung der Zellulose-Nanofibrillen werden während des Druckprozesses präzise gesteuert, um die gewünschte Struktur herzustellen. So sind die Forscher in der Lage, die nützlichen Eigenschaften von Naturholz zu erfassen.
Nachhaltige und umweltfreundliche Produkte
Professor Paul Gatenholm, der diese Forschung im Wallenberg Wood Science Center der Chalmers University of Technology geleitet hat, sieht in der entwickelten Technologie die Möglichkeit, viele nachhaltige, umweltfreundliche Produkte herzustellen. Außerdem könnten im 3D-Druck verwendeten Metalle und Kunststoffe durch erneuerbare, nachhaltige Alternative ersetzt werden.
Wird dem Nanocellulosegel Hemicellulose zugeführt, wirkt diese als Klebstoff und verleiht der Zellulose eine ausreichende Festigkeit für die Weiterverarbeitung. Neben Prototypen für Gesundheitsprodukte, Kleidung oder Verpackungen, liegt im Weltraum für Gatenholm weiteres Potenzial. Pflanzen und Rohstoffe könnten während einer längeren Raumfahrt, auf dem Mond oder auf dem Mars vor Ort hergestellt werden.
Anfang 2019 haben wir über US-Forscher berichtet, die mit 3D-Druckern Objekte hergestellt haben, die Holz täuschend ähnlich sind.