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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Verarbeitung und mechanische Charakterisierung von PP-Rezyklaten mittels 3D-Fused Filament Fabrication - Vergleich unterschiedlicher Rohstoffquellen

Friday (20.09.2019)
10:00 - 10:30 Uhr Heyn
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Die Kreislaufwirtschaft nimmt global gesehen immer mehr Einfluss auf die Kunststoffindustrie, dies betrifft auch das Segment der Additiven Fertigungsverfahren. Das Fused-Filament-Fabrication (FFF) System bietet die Möglichkeit noch kürzere Recycling-Wege, als in der derzeit vorliegenden Materialwertschöpfungskette zu erreichen. Idealerweise erfolgt dies mit der Produktion neuer Waren aus lokalen Quellen von Recycling-Kunststoffabfällen.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der systematischen Untersuchung verschiedener Polypropylen/Polyethylen-Mischungen aus Haushaltsabfällen. Bei diesen handelte es sich einerseits um Mahlgut, das von Müllsammlern aus der informellen afrikanischen Abfallwirtschaft stammt (Mr. Green Africa, MGA), andererseits um kommerziell erhältliches Regranulat aus mitteleuropäischen Haushaltsabfällen. Die Materialien wurden hinsichtlich ihrer Druckbarkeit sowie der werkstofflichen Eigenschaften (visuell & mechanisch) untersucht. Neben der Herstellung von Monofilamenten wurden zusätzlich im konventionellen Spritzgussverfahren Prüfkörper aus den Rezyklaten als Referenz gefertigt.

Erste Ergebnisse zeigten, dass die Druckbarkeit erwartungsgemäß direkt mit der Reinheit des Rezyklates zusammenhängt. Je sauberer das Material, desto hochwertiger wurde das gedruckte Objekt, da mit kleinerem Düsendurchmesser gearbeitet werden konnte. Dies gilt auch für die Sortenreinheit, je höher der Polyethylen-Anteil, desto schwieriger wurde die Herstellung der Prüfkörper. Die mechanischen Eigenschaften gedruckter Prüfkörper (Filament-Ablegeorientierung in Zugrichtung) lagen bei etwa 90% der Referenzwerte spritzgegossener Prüfkörper. Eine Ablegeorientierung normal zur Zugrichtung wies bei den Rezyklaten einen Abfall der mechanischen Eigenschaften auf 80% beim E-Modul und 50% bei der Streckspannung vgl. mit dem Spritzguss auf. Trotz unterschiedlicher Rohstoffquellen (informelles Recycling in Afrika vs. mitteleuropäische Abfallwirtschaft) zeigten sich keine signifikanten Abweichungen hinsichtlich der resultierenden mechanischen Eigenschaften.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Gerhard Bräuer
Johannes Kepler Universität Linz
Weitere Autoren/Referenten:
  • Moritz Mager
    Johannes Kepler Universität Linz
  • Markus Gall
    Johannes Kepler Universität Linz
  • Dr. Jörg Fischer
    Johannes Kepler Universität Linz
  • Prof. Dr. Reinhold W. Lang
    Johannes Kepler Universität Linz

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