Der Fertigungsspezialist FIT Additive Manufacturing Group arbeitet seit 2015 an innovativen und kommerziell nutzbaren Lösungen im Bereich der Additiven Fertigung mit Keramik. In einem aktuellen Projekt zeigt das Unternehmen, wie die Geometriefreiheit des Verfahrens zum Umweltschutz eingesetzt werden kann.
Designvarianten für die künstlichen Korallen: In den Hohlräumen finden die Korallenlarven besonders gut Schutz und Halt.
FIT Additive Manufacturing Group
Ceramic Printing, die Verbindung von 3D-Druck mit Keramik, bringt 30.000 Jahre Kulturgeschichte mit zeitgenössischer High-Tech-Industrie zusammen. Modernste Ingenieursleistung bringt heute nicht nur technische Keramik für zahlreiche industrielle Anwendungen hervor, sondern überrascht auch mit völlig neuen gestalterischen Möglichkeiten.
Dass die Geometriefreiheit in Verbindung mit dem Material sich auch für den aktiven Umweltschutz nutzen lässt, zeigt das Beispiel bionischer Strukturen zur Revitalisierung gefährdeter Korallenriffe.
Bionisches Design zum Schutz der Korallen
Innerhalb der vergangenen 30 Jahre ist fast die Hälfte der Korallenbestände weltweit abgestorben. Eine Maßnahme zur Verhinderung der ökologischen Katastrophe sind künstliche Korallenelemente aus Keramik, die in bionisch angepassten Formen per 3D-Druck hergestellt werden.
Zur Rettung der Korallenbestände haben sich Secore International Inc., eine führende Organisation für den Schutz und die Wiederherstellung der Korallenriffe, und der Hersteller von 3D-Druck-Software Autodesk mit der FIT Additive Manufacturing Group zusammengetan. Die Anforderungen an das Design der Korallenkörper waren eine Geometrie, die die Substratkörper leicht und dauerhaft auf den Korallenriffen verankert, passende Oberflächenstrukturen und Vertiefungen, die den Korallenlarven als Schutz dienen sowie eine einfache Handhabung im Befruchtungsprozess und beim Aussäen durch die Taucher.
Optimal für die Besiedlung mit Korallenlarven ist eine naturinspirierte, vierarmige Form mit Ausbuchtungen, Vertiefungen und Hohlräumen. Konventionell sind solche detailreichen Formen aber kaum herstellbar. Gemeinsam arbeiten FIT und Autodesk an der Entwicklung weiterer Grundkörper. So hat die neueste Generation der Besiedelungskörper eine um den Faktor 3,4 vergrößerte Oberfläche, da hier eine Vielzahl kleiner Vertiefungen, Poren und Hohlräume enthalten ist, in denen die Korallenlarven besonders gut Schutz und Halt finden.
Die speziellen Herausforderungen an den Printprozess liegen nun genau in der filigranen Form, denn insbesondere im fragilen Rohlingszustand können die Spitzen der Arme leicht abbrechen. Zum Brennen werden die Rohlinge daher auf spezielle Stützkonstruktionen gesetzt, die zugleich einen Verzug durch Absacken während des Brennvorgangs verhindern. Auf eine Glasur wird bei den Korallen bewusst verzichtet, da die prozessbedingte Rauheit dem Korallenwachstum entgegenkommt.