Im März 2018 nahm Armor an der Projektausschreibung namens „ORPLAST“ (Objectif Recyclage PLASTique – Ziel: Recycling von Kunststoffen) der ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie – französische Agentur für Umwelt und Kontrolle des Energiemanagement) teil. Ziel von ORPLAST war es, Kunststoffhersteller oder Rohstoffverarbeiter, die zur Herstellung ihrer Produkte Recyclate verwenden, über einen Zeitraum von drei Jahren finanziell zu unterstützen. KIMYA, der Geschäftsbereich, der in der frz. Unternehmensgruppe ARMOR für additive Fertigung zuständig ist, hat zu diesem Zweck das Projekt FIL‘REC ins Leben gerufen.Ziel dieses Projektes war es, für die Herstellung neuer 3D Filamente, die im Rahmen der additiven FDM/FFF Fertigung eingesetzt werden, zwischen 40 bis 100 % Recycling-Materialien zu verwenden. Zwei Jahre später ist es nun an der Zeit, eine erste Bilanz zu ziehen.
Die ARMOR Unternehmensgruppe hat bereits vor einigen Jahren den Bereich der additiven Fertigung aufgebaut. Begonnen hat alles mit der Produktion eines ersten Filaments namens PS OWA, das unter Verwendung von recycelten Joghurtbechern hergestellt wurde. Kurz darauf war klar, dass dieses Recycling-Konzept erweitert werden sollte und zur Herstellung der Filamente systematisch Recyclate verwendet werden sollten. Hierzu war die Entwicklung eines industriellen Fertigungsverfahrens erforderlich. Das Unternehmen hat daraufhin ein Projekt im Rahmen von ORPLAST eingereicht, dessen Ziel es war, 5 neue Filamente auf den Markt zu bringen, die aus Recycling-Materialien gefertigt werden. Nach der F&E Phase hat sich das frz. Unternehmen dazu entschlossen, diese Rohstoffe in seine wesentlichen Filamente zu integrieren: PLA, TPU, PET, PP und PS.
Im Laufe der ersten beiden Jahre des Projekts haben die verschiedenen Teams an den Plänen zur industriellen Fertigung der Recycling-Materialien gearbeitet:
- Die erste Etappe beinhaltete, die entsprechende Fachliteratur zu studieren und eine Sourcing-Strategie zu definieren. Die große Schwierigkeit besteht darin, sowohl nachhaltige als auch qualitativ hochwertige Materialien zu beschaffen.
- Im Anschluss waren mehrere Versuche für die Verarbeitung solcher Recycling-Rohstoffe und der Produktion der 3D-Filamente notwendig.
- Letztendlich ist es unseren Teams gelungen, die Filamente mit den Recycling-Materialien zu charakterisieren und zu drucken.
- Zum Abschluss konnte die industrielle Vorserienfertigung der Filamente und anschließend deren Vertrieb gestartet werden.
Heute werden drei Filamente, die aus recyceltem Materialien hergestellt werden, zum Verkauf angeboten: Kimya PLA-R, Kimya TPU-R und Kimya HIPS-R. PET-R ist für 2021 geplant.
Kimya PLA-R
Seit Beginn des Projekts Orplast 2 hat Kimya 8,7 Tonnen recyceltes PLA verarbeitet. Die Etappe der Vorserienfertigung wurde erfolgreich abgeschlossen und das Produkt wird seit Januar 2019 zum Verkauf angeboten. Es handelt sich um ein aus mindestens zu 97 % Recycling-Materialien hergestelltes Filament, welches extrem leicht zu drucken ist. Es ist insbesondere zur Herstellung von Prototypen geeignet, aber auch für verschiedene Dekorationsgegenstände. Ebenfalls wird es in der Landwirtschaft, der Industrie und der Architektur eingesetzt. Sechs Produktreferenzen werden zurzeit auf dem Markt angeboten: PLA-R naturfarben und PLA-R weiß, grau, schwarz, rot und blau. Nicolas Morand, RDI & Industrialization Manager, bestätigt:
“Unsere Entwicklungsstrategie besteht darin, unseren gesamten Bedarf an PLA-Rohmaterial durch Recyclate zu ersetzen”
Kimya TPU-R
Dieses Material wurde zum ersten Mal im Dezember 2019 zum Verkauf angeboten. Alle durchgeführten Tests haben bewiesen, dass sowohl seine Druckeigenschaften als auch seine mechanischen Eigenschaften identisch TPU-Rohmaterial sind. Seit Beginn des Projekts wurden 300 kg recyceltes TPU verarbeitet. TPU-R zeichnet sich durch hohe Elastizität, Abrieb- und Verschleißfestigkeit, eine große Flexibilität und ausgezeichnete Schlagzähigkeit aus. Es handelt sich um ein zu 100 % recyceltes Material. TPU weist eine Shore-A-Härte von 90 bei einer 100%igen Füllung des Druckteils auf.
Kimya HIPS-R
Seit Januar 2020 bietet Kimya HIPS-R in seinem Sortiment an. Es weist dieselben mechanischen Eigenschaften und gleiche Druckerfreundlichkeit wie reines Polystyrol auf. HIPS-R wird aus Abfällen der Rollen, die bei der Herstellung von Thermotransferbändern der ARMOR Unternehmensgruppe anfallen, gefertigt. Bisher haben unsere Teams mehr als 300 kg an recyceltem HIPS verarbeitet. Es handelt sich um ein sehr schlagzähiges Material mit einer sehr guten Oberflächenqualität. HIPS hat ein niedriges Volumengewicht und löst sich durch Kontakt mit Limonen auf, wodurch es zu einem idealen Druckträger wird.
Wie geht es weiter?
Es müssen nur noch zwei Filamente auf den Markt gebracht werden, um das vor zwei Jahren gesetzte Ziel zu erreichen. Unsere Teams arbeiten zurzeit an PET-R, das auf der Grundlage von Polyethylenterephthalat hergestellt wird, welches für seine chemische Beständigkeit und geringe Schrumpfung sowie eine hohe Formstabilität bekannt ist. Nicolas Morand sagt abschließend:
“Unser definitives Ziel ist es, ausschließlich Recycling-Materialien für die Filamente PLA, PET, TPU, PS und PP zu verwenden. Aufgrund unserer positiven Erfahrung würden wir gerne unsere zweite Entwicklungsphase starten und mit Engineering- und Hochleistungsmaterialien arbeiten.”
Eines ist sicher: Dieses Projekt hat Kimya ermöglicht, das Recyclingverfahren zu beschleunigen und es für immer mehr Materialien zu nutzen. Innovation und Umweltbewusstsein sind Werte, die im Bereich der additiven Fertigung der ARMOR Unternehmensgruppe großgeschrieben werden.
