Glasabfälle erhalten dank einer Partnerschaft zwischen dem Fertigungs-Start-up Vitriform3D und dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums ein zweites Leben mithilfe moderner Technologie. Nach Angaben des ORNL nutzt die Kooperation 3D-Druck, um aus entsorgten Flaschen langlebige Produkte für die Architektur herzustellen, etwa dekorative Fliesen, Untersetzer und möglicherweise großflächige Fassadenverkleidungen.
Im Kern des Verfahrens steht Binder Jetting, ein 3D-Druckverfahren, das Objekte schichtweise aus pulverförmigem Material aufbaut. In diesem Fall werden gebrauchte Glasflaschen zu einem feinen, sandähnlichen Pulver zerkleinert. Anschließend verteilt ein Roboterarm das Material in dünnen Schichten. Spezielle Düsen tragen dann Klebstoff und Farbe auf. So entsteht nach und nach ein fertiges Objekt, das später wärmebehandelt wird, um seine endgültige Form zu festigen.
„Im Grunde klebt man das Glaspulver zusammen“, sagte Alex Stiles, Mitgründer von Vitriform3D. Stiles erklärte, dass das fertige Material „zu 90 bis 95 Prozent aus Glasabfällen“ besteht, ergänzt durch eine geringe Menge eines bindenden Polymerklebstoffs. Das Ergebnis wird als Kunststein eingeordnet.
Das Projekt begann, als Stiles und Dustin Gilmer, heute Professor an der University of Tennessee, als Studenten gemeinsam an einer 3D-Druck-Forschungsinitiative arbeiteten. Diese war mit dem ORNL-Wissenschaftler Tomonori Saito und IACMI, The Composites Institute, verbunden. Ihre Idee, zerkleinertes Glas als druckbares Material einzusetzen, war zuvor noch nicht in Binder-Jetting-Systemen untersucht worden.
Später nahm das Team am Gründungsprogramm Innovation Crossroads des US-Energieministeriums am ORNL teil und erhielt Zugang zur Manufacturing Demonstration Facility (MDF). Dort verfeinerten die Beteiligten Druckersoftware, Klebstoffrezepturen und Materialverhältnisse, um Festigkeit und Erscheinungsbild der gedruckten Glasprodukte zu verbessern.
Heute wird die Forschung auf Anwendungen im Bauwesen ausgeweitet. Der ORNL-Forscher für Gebäudetechnologien Nolan Hayes arbeitet mit Vitriform3D daran, Fassadenverkleidungen aus recyceltem Glas zu entwickeln.
„Glas ist äußerst widerstandsfähig, langlebig und vielseitig“, sagte Hayes. „Es ist feuerbeständig und hält extremen Witterungsbedingungen stand.“
Die Zusammenarbeit verdeutlicht zugleich eine umfassendere Herausforderung des Recyclings. Obwohl Glas unbegrenzt recycelt werden kann, wird derzeit nur etwa ein Drittel der Glasabfälle in den USA wiederverwendet. Durch die Anpassung von 3D-Drucksystemen an recyceltes Glas hofft das Team von ORNL und Vitriform3D, neue Einsatzmöglichkeiten für ein Material zu schaffen, das allzu oft auf Deponien landet.
