Dr. Roland Bayer erhält den Meyer-Galow-Preis 2019. (Bildquelle: GDCh)

Dr. Roland Bayer erhält den Meyer-Galow-Preis 2019. (Bildquelle: GDCh)

Roland Bayer hat mit seinem Team einen neuartigen Kunststoff entwickelt und am Markt eingeführt, der als wasserlösliches Stützmaterial für den 3D-Druck dient und danach vollständig wiederverwendet werden kann. Die Preisverleihung erfolgt im Rahmen einer Feierstunde am Standort von Dupont Nutrition & Biosciences im Industriepark Walsrode in Bomlitz und wird von Dr. Matthias Urmann, Präsident der GDCh, vorgenommen.

Stützmaterial lässt sich im Kreis führen

Ob für Prothesen oder beim Bau von Flugzeugteilen – der 3D-Druck ist mittlerweile in verschiedenen Branchen allgegenwärtig. Mit ihm lassen sich komplexe Strukturen modellieren, indem ein Kunststofffaden in einer beheizten Düse schmilzt und die geschmolzenen Tröpfchen Schicht für Schicht aufgetragen werden. Dieser Vorgang beruht auf den gängigen Methoden „Fused Deposition Modeling“ (FDM) oder „Fused Filament Fabrication” (FFF). Beim Druck von Hohlstrukturen und überhängenden Strukturen werden Stützmaterialien verwendet, die später vom fertigen Objekt wieder gelöst werden müssen.

Dr. Roland Bayer, Leiter der Anwendungsentwicklung bei Dupont Nutrition & Biosciences in Bomlitz, und sein Team haben einen Kunststoff als Stützmaterial entwickelt, der auf thermoplastischer Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) basiert und sich nach dem 3D-Druck und dem Recycling erneut zu Stützmaterial verarbeiten lässt. Die HPMC wird aus dem nachwachsenden Rohstoff Cellulose gewonnen und dient zur Herstellung von biegsamen Kunststofffilamenten, die sich bei Temperaturen zwischen 180 °C und 250 °C als Stützmaterial drucken lassen. Dieses wird beim 3D-Druck einer gewünschten Form eingesetzt. Anschließend löst einfaches, kaltes Leitungswasser das HPMC-basierte Material wieder vom fertigen Objekt und die HPMC flockt beim Erhitzen des Waschwassers aus. Der Rohstoff wird filtriert, getrocknet und kann erneut zu Filamenten extrudiert werden. Diese werden wieder zu Stützmaterial gedruckt, das mehrmals nach dem gleichen Prinzip ressourcenschonend eingesetzt werden kann, ohne an Qualität zu verlieren (Cradle-to-Cradle-Konzept). Im Vergleich zu bisherigen Stützmaterialien löst sich der neuentwickelte Stoff 25- bis 60-mal schneller in Wasser und lässt sich ohne Einsatz von Chemikalien vollständig recyceln. (sf)