„UpFilT“ - Upcycling-Filamente aus Thermoformproduktionsabfällen

Forschungsbericht

Zusammenfassung: Das UpFilt-Projekt (Az: 35597/01-21/2) hat die Rückführung von Verschnittresten aus dem Thermoform-Prozess in die Fertigung höherwertiger Produkte zum Gegenstand – das sogenannte Upcycling. Das Gesamtprojektziel sieht den Einsatz von Produktionsabfällen am selben Bauteil vor. Dies wird durch zwei wesentliche Projektbestandteile erreicht: Erstens die qualitativ hochwertige und reproduzierbare Wiederaufbereitung von Thermoformverschnitt beim verarbeitenden Unternehmen. Zweitens, die Entwicklung des 3D-Inline- Hinterdruckverfahrens mit Schwerpunkt auf die Prozessgüte. Angestrebt wird mit dem Verfahren vorrangig eine Reduktion des Abfalls, eine Reduktion des Gesamtenergiebedarfs und die Erhöhung der möglichen Formgebungsvielfalt und Bauteilkomplexität, bei gleichzeitiger Homogenisierung des eingesetzten Materials. Insbesondere der letztgenannte Punkt hat langfristig positive Auswirkung durch die wesentliche Verbesserung der Rezyklierbarkeit am Ende des Produktlebenszyklus. Durch die höhere Formgebungsfreiheit wird das Thermoformen bei kleinen Losgrößen darüber hinaus zu einer Alternative für das Spritzgießverfahren. Diese Ziele werden durch zwei wesentliche Entwicklungen erreicht. Zuerst wird ein zuverlässiges Verfahren zum Upcycling von Kunststoffabfällen zu Kunststofffilament entwickelt, das sich für die Verwendung im Fused-Filament-Fabrication (FFF)-Verfahren eignet. Die Entwicklung des Materials umfasst dabei nicht nur die Methodik zur reproduzierbaren Wiederaufbereitung des Verschnittmaterials, sondern auch eine umfangreiche, rheologische und mechanische Charakterisierung der damit hergestellten Filamente. Den zweiten wesentlichen Baustein bildet das innovative 3D-Druckverfahren, welches es ermöglicht, Funktionselemente, wie Versteifungsrippen oder Schnappverbindungen direkt an die Rückseite des Bauteils anzudrucken, also das Bauteil zu hinterdrucken. Für dieses Ziel wird das Verfahren des mehrachsigen FFF-3D-Drucks erweitert, so dass es möglich wird, die weitgehend freiförmig gekrümmte Rückseite des Thermoformbauteils in hoher struktureller Qualität zu bedrucken. Dies ist nach aktuellem Stand der Technik oftmals nur durch aufwändige, manuelle Klebeprozesse möglich, die zudem die Materialvielfalt im Bauteil erhöhen und damit die Rezyklierbarkeit beeinträchtigen. Zur Verbesserung der Prozessgüte und -zuverlässigkeit werden hier neue Verfahren zur Regelung des Düsenabstands zum Bauteil und des Druckkopfverhaltens sowie ein Oberflächenaktivierungsverfahren entwickelt und in eine prototypische Demonstrationsanlage integriert. Der vorliegende Abschlussbericht gibt einen Überblick über die durchgeführten Untersuchungen und Entwicklungen sowie die erzielten Ergebnisse. Auf deren Basis werden zudem Empfehlungen und ein Ausblick für Weiterentwicklungen und zukünftige Vorhaben gegeben

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: 1 Online-Ressource (41 Seiten)
• Language: Deutsch
• Notes: Illustrationen ; Literaturverzeichnis: Seite 39 - 41

Classification and Topics

• Keyword: Kunststoffverarbeitung ; Bahnplanung ; Rapid Prototyping ; Kunststoff ; Thermoformen ; Mahlgut ; Extruder

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Langenargen, Stuttgart
• (who): Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• (when): 2024
• Creator: Eymael, Thorsten ; Reindl, Timo ; Wolf, Martin
• Contributor: Deutsche Bundesstiftung Umwelt ; SE Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG

Further information

• URN: urn:nbn:de:101:1-2410101725017.607188484873
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 25.03.2025, 1:44 PM CET