Projekt

BioFibreFilament entwickelt qualitativ hochwertiger Filamente aus regionalen Materialien, wie Flachs oder Hanf. Die Naturfasern können aufgrund ihrer spezifischen mechanischen Eigenschaft und ihrer geringen Dichte mit synthetischen Verstärkungsfasern wie Glasfaser konkurrieren. Im ersten Versuch werden aus den Fasern mittels 3D-Druck biobasierte Orthesen hergestellt.

Forschungsziele

Das angestrebte Ziel des Projekts BioFibreFilament ist die Entwicklung qualitativ hochwertiger Filamente aus Biopolymeren und regionalen quasi-endlosen Naturfasern für den 3D-Druck von mechanisch belastbaren Bauteilen im Bereich der Orthetik. Als im Filament vorliegende Naturfasern sollen regionale Materialien, wie Flachs oder Hanf, zum Einsatz kommen. Die Innovation gegenüber dem Stand der Technik stellt dabei das zu entwickelnde Herstellungsverfahren dieser Filamente dar, welches eine kontinuierliche Faserverstärkung mit hohem Faservolumenanteil und guter Imprägnierqualität und dadurch hohe mechanische Kennwerte ermöglichen soll. Die im Filament einzusetzenden Naturfasern können mit ihren spezifischen mechanischen Eigenschaften und ihrer geringen Dichte, sehr gut mit synthetischen Verstärkungsfasern wie zum Beispiel Glasfasern konkurrieren.

Hierdurch werden strukturelle Bauteile aus vollständig regenerativen Rohstoffen mittels 3D-Druck herstellbar.

Wertschöpfung in der Region

Um eine durchgehend transparente, kurze und regionale Wertschöpfungskette im Projekt zu realisieren, kooperiert das Projekt mit lokalen Landwirten aus dem Südraum Leipzig. Durch die enge Zusammenarbeit können Produktanforderungen top down, vom Produzenten Orthovital über den Halbzeugentwickler SachsenLeinen bis zum Rohstofferzeuger kommuniziert und somit aktiv auf die Rohstoffqualität Einfluss genommen werden. Eine Praxis, die bis dato bei der Erschließung von landwirtschaftlichen Faserrohstoffen für industrielle Prozesse nur mangelhaft besteht und dadurch oft zu inadäquaten Rohstoffqualitäten sowie einer verringerten Wertschöpfung beim Landwirt führt. Die

Beteiligte Institutionen

Das Projektteam kann die vollständige Wertschöpfungskette vom landwirtschaftlichen Spezialrohstoff (durch den assoziierten Partner), über die textile Aufbereitung zum nachhaltigen Faserverbundhalbzeug für den 3D-Druck (SL) bis hin zur additiv hergestellten Individual-Orthese (IMWS und Orthovital) in der Zielregion Sachsen abbilden. Die Partner befinden sich alle in einem Radius von ca. 40 km, was eine aktive und persönliche Kommunikation fördert. Durch diese Art der Kooperation kann ein aktiver Knowhow-Transfer zwischen den Fachgebieten realisiert und die bestehende Kommunikationslücke zwischen landwirtschaftlicher Rohstoffproduktion und Produktfertigung geschlossen werden. Durch die hohe Flexibilität des 3D-Druck-Prozesses auf der einen und der niederschwelligen Transferierbarkeit, der zu entwickelnden Naturfaser-Halbzeuge auf andere Prozesse wie das thermoplastische Wickeln oder Flechten auf der anderen Seite, ergeben sich auch Abseits der im Projekt adressierten Entwicklungsziele aussichtsreiche Verwertungsmöglichkeiten für die Partner.