Lignin - Faserverstärkte Verbundwerkstoffe für nachhaltigen 3D-Druck

Problemstellung
Der Schwerpunkt der Studie liegt auf der Erforschung und Etablierung von zu 100% biologisch basierten und potenziell biologisch abbaubaren Naturfaserverbundwerkstoffen auf der Basis des Biopolymers Lignin. Ziel ist es, die Materialien für den Einsatz neuer Technologien wie der additiven Fertigung (3D-Druck) bereitzustellen, um erdölbasierte Kunststoffe in geeigneten Bereichen zu ersetzen. Für die Forschung wird ein robotisch gesteuerter FGF-3D-Drucker benutzt.

Ergebnisse, Checkpoints, nächste Schritte
Auf Basis von Lignin werden 100 % biobasierte, potenziell biologisch abbaubare Naturfaserverbunde für den FGF-3D-Druck entwickelt. Das Komposit ist bereits druckfähig; aktuelle Formulierungen enthalten ca. 50–60 % Lignin. In Testserien werden Plastifizierer, Faserart/-länge, Vernetzergehalt und Fließmittel variiert. Die thermischen Übergänge und Prozessfenster werden per DSC erfasst; REM-Analysen prüfen die Einbettung der Fasern in die Polymermatrix. Erste mechanische Ergebnisse (teilweise Zugversuche) liegen vor; aktuell erfolgt die Bestimmung der Druck-/Kompressionseigenschaften. Nächste Checkpoints:

1. Design- und Anwendungsszenarien mit FGF-Druck, 
2. Desintegrationstests und Untersuchungen zur biologischen Abbaubarkeit, 
3. Drei-Punkt-Biegeversuche, 
4. erweiterte Faservariationen. Ziel ist ein skalierbares, erdölfreies Materialsystem als Alternative zu konventionellen Kunststoffen.