3D Makers Zone en ColorFabb onderzoeken proces en materiaalsamenstelling voor LFAM
Bij 3D Makers Zone is een nieuw onderzoeksproject gestart rond PHA (Polyhydroxyalkanoaat): een natuurlijk composteerbaar biopolymeer met veel potentie voor Large-Format Additive Manufacturing (LFAM). In samenwerking met ColorFabb richt dit project zich nadrukkelijk op de volgende stap: het ontwikkelen van een betrouwbaar printproces én een geoptimaliseerde materiaalsamenstelling voor grootschalig 3D-printen.
Van ‘kan het?’ naar ‘werkt het structureel?’
3DMZ heeft eerder al ervaring opgedaan met PHA in een experimenteel project waarin werd onderzocht of het materiaal überhaupt verwerkbaar was in groot formaat 3D-printen. Dat verkennende onderzoek liet zien dat PHA technisch mogelijk is, maar ook dat opschaling gepaard gaat met aanzienlijke uitdagingen.
In dit nieuwe project verschuift de focus van verkenning naar procesbeheersing en reproduceerbaarheid. Het doel is niet een eenmalige print, maar een stabiele en schaalbare aanpak die toepasbaar is binnen industriële LFAM-omgevingen.
Technische uitdagingen bij PHA in LFAM
Hoewel PHA veelbelovend is vanuit duurzaamheidsperspectief, brengt het materiaal bij grootschalige verwerking specifieke technische beperkingen met zich mee, waaronder:
- kromtrekken tijdens het printen en afkoelen
- interne spanningen in grotere volumes
- beperkte vormvrijheid bij complexe geometrieën
- gevoeligheid voor procesparameters zoals temperatuur en printsnelheid
Deze factoren maken PHA momenteel lastig inzetbaar als volwaardige LFAM-grondstof.
Onderzoek naar additieven en procesoptimalisatie
Samen met ColorFabb onderzoekt 3DMZ hoe natuurlijke additieven kunnen worden ingezet om de printeigenschappen van PHA te verbeteren, zonder afbreuk te doen aan de composteerbaarheid en circulaire waarde van het materiaal. Denk hierbij aan additieven die bijdragen aan:
- betere laaghechting
- vermindering van krimp en spanningen
- verbeterde processtabiliteit
- consistentere materiaaleigenschappen
Het onderzoek combineert materiaaltests, productietests, ontwerpstudies en duurzaamheidsanalyses. Door deze disciplines te verbinden, wordt toegewerkt naar een printproces dat niet alleen technisch werkt, maar ook praktisch toepasbaar is.
PHA als alternatief voor conventionele kunststoffen
Uiteindelijk wil 3DMZ PHA ontwikkelen tot een volwaardige, duurzame grondstof voor groot formaat 3D-printen. Daarmee kan het materiaal een serieus alternatief worden voor conventionele kunststoffen en biopolymeren zoals PLA, vooral in toepassingen waar:
- circulariteit centraal staat
- tijdelijke objecten of structuren gewenst zijn
- natuur-inclusiviteit een rol speelt
- milieu-impact zwaar meeweegt in ontwerpkeuzes
Stap richting circulaire LFAM-toepassingen
Dit project past binnen de bredere ambitie van 3DMZ om nieuwe materialen en digitale productietechnologieën te ontwikkelen die bijdragen aan een duurzamere maakindustrie. Door te investeren in zowel materiaalontwikkeling als proceskennis, wordt de basis gelegd voor grootschalige, circulaire toepassingen van 3D-printen.
OVER DE SAMENWERKING
- Material research: Colorfabb
- 3D-printing research: 3DMZ (3D Makers Zone)
Dit onderzoeksproject wordt ondersteund door Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) binnen de regeling Testen Circulaire Biopolyesters (STCB).