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Holzlampen aus 3D-Drucker

Nachhaltige Innovation aus Salzburg

Tannenzapfen als Vorbild

Holzgegenstände aus dem 3D-Drucker, die noch dazu vollständig biologisch abbaubar sind: Das ist das Ziel des Salzburgers Stefan Kain. Dafür hat er ein Material entwickelt, für das Tannen- und Fichtenzapfen die Vorbilder sind. Wie das funktioniert und was man damit alles machen kann, hat Kain im Gespräch mit SALZBURG24 verraten.

Kuchl

Tannen- und Fichtenzapfen reagieren auf den Feuchtigkeitsgehalt ihrer Umgebung – und das völlig selbstständig, erklärt der 27-Jährige: „Die Zapfen kennen zwei Zustände. Je nach Klima öffnen sie sich und geben die Samen hinter ihren Schuppen frei, oder sie schließen sich, um die Samen zu schützen.“ Im Fachjargon nennt sich das „feuchteinduzierte Formänderung“. Diese Eigenschaften wollte der studierte Holztechniker auch einem Material mitgeben, das sich beliebig mit dem 3D-Drucker formen lässt.

Holz-Filament biologisch abbaubar

Gemeinsam mit einer Linzer Firma sowie Studierenden und Kollegen der FH Salzburg, hat der Salzburger ein Jahr lang an der perfekten Zusammensetzung gearbeitet. Herausgekommen ist sogenanntes Holz-Filament: Eine Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und Holzfasern. „Der Kunststoff ist allerdings nicht erdölbasiert, sondern wird aus der Stärke von Mais oder Kartoffeln und Zucker aus Zuckerrüben hergestellt“, betont Kain. Das Material sei deshalb zu 100 Prozent biologisch abbaubar. Bei den Holzfasern ist auch die Baumart wichtig, denn: „Die Faserlänge ist entscheidend, zu lange oder zu breite Fasern verklumpen nämlich die Düsen des Druckers.“

Feuchtigkeit verändert Form

Als das Material gefunden war, mussten noch die perfekten Druck-Einstellungen gefunden werden. Geschwindigkeit, Temperatur oder auch die Form des „Infill“ – die innere Struktur der gedruckten Objekte – wurden getestet und angepasst. „Wenn Feuchtigkeit auf die Objekte einwirkt, reagieren die Holzfasern mit Ausdehnung“, erläutert der 27-Jährige, der wissenschaftlicher Mitarbeiter an der FH Salzburg ist. Mit der richtigen Drucktechnik könne er aber bestimmen, in welche Richtung die Ausdehnung stattfindet. Das Objekt verformt und krümmt sich. Nimmt die Feuchtigkeit ab, kehrt es in seine ursprüngliche Form zurück. „Einzigartig ist, dass die Holzfasern Sensoren und Aktuatoren gleichzeitig sind.“ Das bedeutet, dass sie die Bewegung des Objekts initiieren und auch ausführen. Dafür brauche es bei anderen sensorgesteuerten Objekten immer zwei Komponenten.

Die Möglichkeiten der Verwendung seien vielfältig, durch den 3D-Druck können alle möglichen Formen umgesetzt werden, betont er. Bearbeiten lässt es sich wie massives Holz: Man kann es streichen, fräsen, bohren, schleifen oder ölen – je nach Belieben.

Holz-Lampen aus 3D-Drucker

Im Moment arbeitet Kain daran, aus dem Holz-Filament Lampen zu drucken. In Zusammenarbeit mit der Salzburger Firma „adlight“ sollen diese nämlich bei der Weltausstellung 2020 in Dubai im österreichischen EXPO-Pavillon zu sehen sein. „Je nach Feuchtigkeitsgehalt im Raum hätte man dann andere Lichtverhältnisse, wenn sich die Lampen verformen. Das Material würde sich aber auch für Lüftungsgitter eignen: Wenn die Feuchtigkeit im Raum zu hoch ist, öffnet es sich automatisch“, schildert der 27-Jährige Beispiele für die Verwendung.

Kain: "Zukunft steht in Sternen"

Derzeit sei das Material noch nicht marktreif. Auch, ob es dafür überhaupt Interesse gibt, sei noch unklar. Er weist darauf hin, dass das Ziel nicht der Verkauf sei, sondern zu zeigen, welche Möglichkeiten das Material bietet. „Die Zukunft steht noch in den Sternen. Wir werden sehen, wie groß der Andrang bei der EXPO ist und ob es danach beim Prototypen bleibt.“

(Quelle: SALZBURG24)

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