Bliver det snart muligt at bruge plastaffald til 3D-print? Forskere har genbrugt emballageaffald og lavet de første dele af det. I fremtiden kan denne proces finde anvendelse i luftfarts- og bilindustrien.
Hvert år smides milliarder af tons plastemballage ud sammen med husholdningsaffaldet, og kun en lille del bliver genbrugt. Nu planlægger forskere at gøre selv stærkt forurenet plast genanvendeligt og forberede det til 3D-print. Mængden af plastaffald er tredoblet i løbet af de sidste 30 år. Emballage i gule sække har spillet en særlig rolle i denne vækst. Mens private husholdninger genererede 2,1 millioner tons plastaffald i 1994, er dette tal allerede steget til 5,6 millioner tons i 2023. Da det meste plastik stammer fra olie, bliver genbrug stadig vigtigere. Et nyt forskningsprojekt fra University of Applied Sciences Bremen og Fraunhofer Institute har sat sig som mål at forberede genbrugsplast til 3D-printning. »Da affaldet skal bruges som genbrugsmateriale i 3D-print, skal det opfylde særligt høje krav, f.eks. med hensyn til renhed, form og størrelse,« forklarer Dr. Dirk Godlinski, projektleder ved Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM).
Fra affald til 3D-print
Dr. Silke Eckardt, professor ved Institut for Bæredygtige Energisystemer og Ressourceeffektivitet ved University of Applied Sciences Bremen, forklarer: »Genbrug af såkaldt forbrugeraffald er dog meget mere komplekst end f.eks. plastproduktionsaffald.«
Affaldet er ofte heterogent og stærkt forurenet. Forskerne arbejder dog på at gøre disse plasttyper egnede til brug i et lukket kredsløb.
Plast fra et sorteringsanlæg for let emballage blev brugt i forundersøgelsen. For at opnå den krævede renhed blev plasten strimlet, vasket og befriet for fremmedlegemer under laboratorieforhold ved hjælp af nedsænkningsseparation, flotation og infrarød teknologi. Resultatet var et materiale med en renhed på mere end 99,8 procent.
Den videre behandling blev varetaget af Fraunhofer-instituttet IFAM. »Som en del af projektet producerer vi homogent polypropylen af genbrugsaffald,« forklarer Godlinski. Polypropylen er kendetegnet ved sin styrke, modstandsdygtighed over for rivning og fleksibilitet.
»Hemmeligheden ligger i den præcise justering af de forskellige mekaniske skruer, temperaturer, tryk og hastigheder gennem hele produktionsprocessen for at sikre, at der produceres homogent polypropylen.«
Dr. Dirk Godlinski, projektleder ved Fraunhofer Institute for Production Technology and Advanced Materials IFAM
I en industriel ekstruder blev plastflager smeltet ved temperaturer på over 200 grader Celsius og ekstruderet til et homogent filament. Resultatet blev et gråt plastfilament, der er cirka to millimeter tykt, og som kan bruges som filament i en 3D-printer. De første komponenter, som f.eks. låg, er allerede blevet printet med succes.
Industriel udnyttelse
Forundersøgelsen er allerede afsluttet, men optimeringen af produktionsprocessen er stadig i gang. I fremtiden kan plasten renses yderligere med tilsætningsstoffer som f.eks. glasfiber for at producere komponenter af høj kvalitet til luftfarts- og bilindustrien.
Efterspørgslen efter genbrugsplast stiger også på grund af lovkrav: Ifølge EU’s emballageforordning skal indholdet af genbrugsmateriale i emballage være mellem 10 og 35 procent i 2030 og endda mellem 25 og 65 procent i 2035, afhængigt af plasttype og produkt.
»Det er vigtigt at øge efterspørgslen efter genbrugsmaterialer,« forklarer Dr. Silke Eckardt. Især i lyset af klimaforandringerne er vi nødt til at tænke på ressourceeffektivitet. Den cirkulære økonomi bliver stadig vigtigere. Godlinski er også overbevist: »Jo mere affald vi genanvender, jo mere energi og ressourcer sparer vi«.
