Jährlich landen in Deutschland etwa 5,6 Mio. t Kunststoffverpackungen im Haushaltsmüll – weniger als ein Drittel davon lässt sich bisher recyceln. Fraunhofer IFAM und die Hochschule Bremen wollen das ändern.
Aufbereitetes Material für die additive Fertigung.
Fraunhofer IFAM
Gemeinsam mit der Hochschule Bremen hat das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM aus verschmutztem Kunststoffmüll homogenes Polypropylen hergestellt. Der etwa 2 mm dicke, graue Kunststoffstrang ließ sich direkt im 3D-Drucker als Filament nutzen.
Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurde das Ausgangsmaterial einer Sortieranlage für Leichtverpackungen aus Polypropylen genutzt. Um eine ausreichende Reinheit sicherzustellen, bereiteten Dr. Silke Eckardt, Professorin für zukunftsfähige Energiesysteme und Ressourceneffizienz an der Hochschule Bremen, und ihr Team den Output aus der Sortieranlage anschließend weiter auf.
Reinheiten von über 99,8 % erreicht
Im Kreislaufwirtschafts- Labor der Hochschule Bremen zerkleinerten sie die Kunststoffe, wuschen sie und separierten ungewolltes Material in einem Aggregat der Schwimm-Sink-Trennung vom Hauptstrom. Mittels Nahinfrarottechnologie identifizierte das Team verbleibende Fremdkunststoffe und entfernte diese ebenfalls.
Danach zerkleinerten die Forschenden das Material erneut auf die erforderliche Korngröße für die Compoundierung und trockneten es abschließend. Durch die Aufbereitung konnten Reinheiten von über 99,8 % erreicht werden.
Homogenes Polypropylen hergestellt
Danach produzierte Fraunhofer IFAM aus den aufbereiteten Abfällen homogenes Polypropylen. "Dabei handelt es sich um einen vielfältig einsetzbaren Kunststoff, der langlebig, bruchfest und relativ flexibel ist", sagt Dr. Dirk Godlinski, Projektleiter in der Arbeitsgruppe Composite Technology am Fraunhofer IFAM.
Der Wissenschaftler und sein Team verarbeiteten die Flakes aus Polypropylen-Rezyklat in einem Industrieextruder. Dabei wurde das Material zusammengeführt, mittels unterschiedlicher Extruderschnecken-Geometrien durchmischt, bei Temperaturen von mehr als 200 °C aufgeschmolzen und extrudiert. Erste Bauteile wie Kappen hat das Team um Godlinski bereits erfolgreich gedruckt.
Aktuell optimieren die Forschenden den Produktionsprozess. Laut Godlinski ließen sich Kunststoffe weiter veredeln, etwa wenn beim Compoundieren durch zusätzliche Additive wie Glasfasern. So könne man selbst äußerst hochwertige Bauteile produzieren, etwa für die Luftfahrt- sowie die Automobilindustrie.
