Forschenden des Fraunhofer WKI und des Fraunhofer IAP sind mit Industriepartnern erste Erfolge in der Entwicklung von biobasierten Flammschutzmitteln in Bio-Kunststoffen gelungen. Damit könnten künftig Kunststoffe in der Elektronik und Elektrotechnik aus 100 % aus biobasierten Materialien bestehen.
Beim PLA ist für einen optimalen Flammschutz die homogene Verteilung der Flammschutzmittel in der Biopolymermatrix notwendig. Die Kopplung mit der Biopolymermatrix sollte durch speziell entwickelte, reaktive Flammschutzmittel erreicht werden. Mit dem nicht-thermischen Prozess „Elektronenstrahlvernetzung“ wurde das Flammschutzmittel an die Matrix angebunden werden. Die Eigenschaften der Polymere werden dabei modifiziert, indem über die Strahlendosis kontrollierbare Vernetzungs- und Kopplungsreaktionen angestoßen werden.
Bei der Synthese halogenfreier Flammschutzmittel auf Basis von biobasierten Alkoholen und phosphorhaltigen Verbindungen konzentrierten sich die Forscher auf vollveresterter Phosphate. Nach einigen Versuchen konnten sie ein PLA realisieren. Entflammbarkeitstests gemäß UL94 ergaben eine sehr gute Klassifizierung (V-0) bei einer Prüfkörperdicke von 1,6 mm. Das PLA ist für die Additive Fertigung und den Spritzguss geeignet.
Polyurethane für ein längeres Leben und ein besseres Recycling
Forward AM und Sculpteo, AM-Abteilungen der BASF, waren am Konzeptcar Oli [all-ë] von Citroën beteiligt. Rund zwanzig Teilen wurden mit dem Polymer Ultrasint TPU88A entworfen. Das TPU eigent sich für Lattice-Strukturen, die die Sitze ausmachen. Diese sollten gleichzeitig sehr flexibel und voll funktionsfähig sein. Da das Konzeptauto dem „One Material“-Ansatz folgt, sind viele Teile im Fahrzeuginnenraum aus der gleichen Materialfamilie gefertigt. Dadurch wird das Auto später leichter zu recyceln sein. Gleichzeitig sorgt der Pulver-basierte 3D-Druck für eine abfallarme Produktion und ein langlebiges Material für einen langen Produktlebenszyklus.
Das Sitzkonzept des Fahrzeugs wurde weiter verbessert, indem die Sitze mit einer elastischen, wässrigen Beschichtung Ultracur3D Coat F+ (Polyurethan-Beschichtung auf Wasserbasis) geschützt wurden. Das erhöht nicht nur die Haltbarkeit der beanspruchten Oberflächen, es dient auch der Ästhetik. Durch die Verwendung von Elastollan, ein TPU das beispielsweise die Oberfläche von Leder imitiert, muss weder Leder noch Schaumstoff verwendet werden. So wird die Montage der Sitze einfacher.
Langlebigkeit und UV-Beständigkeit
Titan Tough Epoxy 85 ist laut Hersteller Inkbit schlagfest und hält einer UV-Belastung stand. Es wurde für eine lange Lebensdauer und Anwendungen, die sowohl eine hohe Genauigkeit als auch mechanische Eigenschaften in Produktionsqualität erfordern, entwickelt. In Kombination mit der hohen Maßhaltigkeit des 3D-Druckers Vista von Inkbit eignet sich Epoxid für Mehrkomponenten-Konstruktionen, bei denen Toleranzen genau eingehalten werden müssen, damit die Baugruppen zusammenpassen. Vista ist laut Hersteller für eine Massenproduktion von funktionalen 3D-Druck-Teilen gedacht. Das Kunststoff-Verfahren Vision-Controlled-Jetting (VCJ) arbeitet mit Materialtropfen und UV-Licht, das Trägermaterial ist ein Harz.