3D-Drucker: die eigene Kunststoff-Fabrik auf dem Schreibtisch

Plastikteil kaputt? 3D-Drucker haben das Potential die Welt zu verändern! Sie helfen Erdöl und Geld zu sparen, denn durch die Herstellung eigener Ersatzteile können Geräte länger genutzt werden. Richtig eingesetzt, könnten sie ökologische Probleme lösen.

Als Fertiggerät kaufen oder als Bausatz zum selber bauen: RepRap, Makerbot & Co werden bald ständige Begleiter in unserem Alltag sein.

Günstiger Budget 3D-Drucker: Comgrow Creality Ender

Was ist ein 3D-Drucker?

3D-Drucker zur Herstellung kleiner Kunststoffgegenstände in einer Maschine, die auf den Schreibtisch passt. Damit ist jede Form möglich. Was für ein Plastik-Teil gedruckt werden soll, wird per Computer an den Drucker geschickt. Die Plastikteile haben in etwa die Festigkeit von Lego-Steinen. Der Drucker selbst besteht im Wesentlichen aus einem Druckbett, dem Druckkopf (Extruder) und einem Achsensystem, mit welchem der Extruder bzw. das Druckbett im Raum bewegt werden kann. Das zu druckende Kunststoffteil wird auf dem Druckbett Schicht für Schicht aus flüssigem Kunststoff von unten nach oben gedruckt wird. Der Extruder kann sich über eine Mechanik in allen drei Dimensionen des Raumes bewegen und fährt an die Stelle, wo Kunststoff aufgetragen werden soll. Als Rohmaterial dient ein thermoplastischer Kunststoff, der durch Hitze weich wird. In Form von Filament wird dieser im Extruder erwärmt, bis er flüssig ist und dann durch eine Düse auf das Druckbett gepresst. Wer in den 3D-Druck einsteigen will kann sich fertige 3D-Drucker von Makerbot oder Ultimaker ab ca. 1200 Euro als Bausatz oder entsprechend teurer als fertiges Gerät kaufen.

Plastikteil kaputt? 3D-Drucker haben das Potential die Welt zu verändern! Sie helfen Erdöl und Geld zu sparen, denn durch die Herstellung eigener Ersatzteile können Geräte länger genutzt werden. Als Fertiggerät kaufen oder als Bausatz zum selber bauen: RepRap, Makerbot & Co werden bald ständige Begleiter in unserem Alltag sein.

RepRap – der Open-Source 3D-Drucker zum Selberbauen

Wesentlich günstiger ist der Selbstbau eines 3D-Druckers. Der RepRap (kurz für Replicating Rapid-Prototyper) gibt es mittlerweile in vielen unterschiedlichen Versionen, die sich mit Blick auf Druckgröße, Geschwindigkeit, Aufbau und Material unterscheiden. Die am häufigsten gebauten RepRap-Drucker sind vom Typ Mendel, Prusa oder Printrbot. Eine Übersicht der aktuellen Modelle und ihres Entwicklungsstands findet sich auf RepRap-Homepage. Die Kernidee beim RepRap-Projekt ist, einen Open-Source 3D-Drucker zu entwickeln, der sich selbst drucken bzw. replizieren kann. So ist dieser Drucker auch dazu geeignet, in von Armut betroffenen Regionen die Lebensqualität zu verbessern, da mit einem Drucker weitere Drucker hergestellt werden können. Momentan kann der Drucker 50% seiner eigenen Teile herstellen. Erste Experimente zeigen auch die erfolgreiche Herstellung von Leiterplatte für die Elektronik des Druckers. Mit zunehmender Entwicklung wird der Drucker immer mehr Teile seiner selbst drucken können, bis das Ziel erreicht: ein sich selbst komplett replizierender 3D-Drucker.

Das ökologische Potential von 3D-Druckern

    1. Verkürzung der Transportkette: Kunststoffteile haben keine langen Transportwege mehr. Der Weg von der Fabrik bis nach Hause entfällt. Nur das Ausgangsmaterial in Form als Kunststoff-Filament für den Drucker muss noch transportiert werden. Dies ist jedoch für alle Drucker gleich. Damit können Ersatzteile für Maschinen aus Kunststoff selbst hergestellt werden. So ist es möglich Verschleißteile z.B. bei Küchengeräten nachzubauen und damit die Geräte zu reparieren. Benötigt wird lediglich eine Datei mit dem 3D-Modell des Ersatzteiles. Im Internet gibt es verschiedene Portale, auf denen 3D-Modelle kostenfrei hoch- und runtergeladen werden können wie z. B. Thingiverse oder YouMagine.
    1. Herstellung von eigenem Bio-Kuststoff: auf Instuctables wird bei dem Projekt Potato-Plastic die Herstellung von Bio-Kunststoff aus Kartoffeln beschrieben. Damit ließe sich der Kunststoff für den 3D-Drucker selbst herstellen – man braucht nur einen Garten mit ausreichend Kartoffelpflanzen. Wer keinen Garten hat und schon jetzt den Erdöl-basierten Kunststoff ABS (Acryl-Butadien-Styrol) gegen organischen Kunsstoff ersetzen möchte, kann zu PLA (Polylactic Acid) greifen. Dieser Kunstoff ist aus Milchsäure hergestellt und kann damit gefahrlos kompostiert werden.
  1. Kunststoff-Recycling: Werden die ausgedruckten Teile nicht mehr benötigt, können diese zerkleinert und wieder zu neuem Kunststoff-Filament für den Drucker gepresst werden. Mit dem RecycleBot  gibt es die Bauanleitungen für das Kunsstoff-Recycling.

Welcher 3D-Drucker ist für mich geeignet?

Zwischen den vielen Modellen ist es schwierig den Überblick zu behalten. Für Neueinsteiger ist es am Einfachsten, mit einem gut dokumentierten und erprobten Modell zu beginnen. Der Prusa i3 wurde mit Schwerpunkt Kostenreduktion und einfache Materialbeschaffung entworfen – für unter 100€ der ideale Drucker für diejenigen, die sich noch unsicher sind.

 CTC DIY 3D Drucker Prusa I3 Pro B neue Version

Komplette Kits und Einzelteile gibt es bei Ebay. Wer größere Teile drucken möchte ist mit dem MendelMax 2 gut beraten. Er hat einen Baubereich von 23 x 31 x 23cm und bietet damit mehr Platz als die Standard-RepRaps. Für Reiselustige gibt es den FoldaRap – der 3D-Drucker für die Aktentasche. Für ca. 600$ Materialkosten gibt es faltbaren 3D-Drucker zum mitnehmen.


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Mythos Kunststoff-Recycling: Wie viel Plastik-Müll wird in Deutschland recycelt?

Müllttrennung funktioniert im Vergleich zu anderen EU-Länder sehr gut in Deutschland. Hoch sind auch die Recycling-Quote für Papier, Glas und Kompost-Abfälle. Doch wie schaut es mit Verpackungsmüll für die Gelbe Tonne aus?

Das Diagramm zeigt die Kunststoffverwertung in Deutschland im Jahr 2013. Die zahlen stammen vom Umweltbundesamt.

Auf der Hompepage von der GmbH „Der Grüne Punkt“ hält sich in diesem Punkt zurück: keine Zahlen, keine Hintergrundinformationen. Doch auf der Seite des Bundesamweltamtes (UBA) gibt es eine Statistik aus dem Jahr 2013 über die Verwertungsquoten:

  • 5.68 Mio. Tonnen Kunststoffabfälle insgesamt
  • 2,37 Mio. Tonnen wurden davon recycelt
  • 3,26 Mio. Tonnen wurden davon verbrannt (2,03 Mio. Tonnen in der Müllverbrennung / 1,23 Mio. Tonnen als Ersatzbrennstoff in der Zementherstellung oder in Kraftwerken als Ersatz für fossile Energieträger)

Wo Recycling von Kunststoff gut funktioniert: Glas und Papier

Die Statistik beschreibt die Gesamtsumme aller Plastikabfälle – leider nicht aufgeschlüsselt nach der Herkunft. Denn die würde ein düsteres Bild auf die Gelbe Tonne werfen. Hohe Recycling-Quoten werden nämlich woanders erzielt: Rücknahme von Plastik-Flaschen über das Pfandsystem oder separate Entsorgungssysteme von Firmen, die ihre gewerblichen Abfälle entsorgen (z.B. Motoröl-Behälter bei Werkstätten).

Was passiert mit dem Müll der Gelben Tonne?

Verpackungsabfälle sind für zwei Ensorgungsfirmen spannend: Firmen, die den Müll recyceln wollen und Firmen, die ihn verbrennen wollen. Beide konkurrieren um den Müll. Und in einer Marktwirtschaft bekommt derjenige den Zuschlag, der das meiste Geld dafür bezahlt. Die Zahlen zeigen, dass mehr Müll verbrannt als recycelt wird. Viele Städte setzen auf Müllverbrennungsanlagen, weil sie damit Energie und Wärme zu erzeugen können und die Müllmenge reduzieren können.

Müllverbrennung als Vernichtung wertvoller Rohstoffe

Müllverbrennung, auch euphemistisch „Thermische Abfallbehandlung“ genannt, ist aber leider nicht so grün, wie es der „Grüne Punkt“ auf der Verpackung vielleicht erscheinen lässt. Der Kunststoff wird nicht entsorgt, sondern in Asche, Staub und Schlacke verwandelt, die zum Teil aufwändig als Sondermüll deponiert werden müssen. Müllverbrennungsanlagen sind auch nicht besonders effizient, weil der Brennstoff nicht optimal ist:

  • hoher Anteil nicht brennbarer Stoffe wie Glas und Metall
  • hohe Feuchte des Mülls, der dadurch aufwändig getrocknet werden muss
  • viele Kraftwerke ohne Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten (gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme)

Tipps zur Mülltrennung – wie lässt sich Plastik-Recycling verbessern?

Landet unser Müll doch bei einer Recycling-Firma, wird der Müll zunächst in einer Müllsortieranlage in getrennt. Dies Anlagen arbeiten mit unterschiedlichen technischen Verfahren, um Müllsorten zu unterscheiden und auszusondern. Magnete erkennen Metall, Laser unterscheiden Glasarten und mit Infrarot-Licht können verschiedene Kunststoffarten erkannt werden. Feuchter Abfall stört jedoch die Lichtsensoren, da der Müll Licht dann anders reflektiert. Auch Verpackungen, die aus unterschiedlichen Stoffen oder gar Plastikarten bestehen, können nicht getrennt werden.

Um den Müllsortieranlagen die Arbeit zu erleichtern, hier ein paar Tipps bei der Abfallsortierung zu Hause:

  1. Feuchtigkeit vermeiden: Verpackung möglichst trocken entsorgen, keine halbvollen Tetra-Packs oder Konservendosen entsorgen.
  2. Unterschieliche Stoffarten voneinader trennen: Recycling funktioniert nur sortenrein! Wo es also möglich ist, sollte alles getrennt werden (Deckel vom Tetra-Pack abschrauben, Aluminiumdeckel vom Yoghurt-Becher abziehen).
  3. Auch Recycling-fähiger Hausmüll gehört in die Gelbe Tonne: eigentlich ist sie nur für Verpackungen da, doch auch Hausmüll kann recyclingfähig sein. Der Sortieranlage ist es egal, dass die Plastik-Ente keine Verpackung ist und damit eigentlich nicht in die Gelbe Tonne gehört. Sie ist aus Kunststoff – genauso wie Kunststoffverpackung und damit kann auch die Ente recycelt werden.

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