Additive-FertigungBigRep ONE: Grüne Städte durch PET-Recycling
BigRep startete die Produktion des weltweit ersten, komplett 3D-gedruckten Umwelthabitats für Grünpflanzen und Insekten. Der GENESIS Eco Screen ist mit einem voll integrierten Bewässerungssystem für Pflanzen- und Insektenräume ausgestattet. Das Objekt misst ganze 4 x 4 Meter und erinnert an ein komplexes Wurzelsystem. Es wird auf vier großformatigen BigRep ONE 3D-Druckern aus Filamenten wie dem BigRep PETG sowie dem BASF Innofil3D rPET aus 100 % recyceltem PET hergestellt.
Der GENESIS Eco Screen ist mit einem voll integrierten Bewässerungssystem für Pflanzen- und Insektenräume ausgestattet.
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Aufgabenstellung: Bau eines Umwelthabitats für Grünpflanzen und Insekten.
Material: BigRep PETG und Innofil3D rPET, recyceltes PET.
Lösung: Aus geschredderten PET-Flaschen hergestellte Filamente werden im Großformat 3D-Drucker BigRep ONE zu komplexen Geometrien verarbeitet.
Nutzen: Effizienter Resourceneinsatz durch wiederverwertete Plastikflaschen, außerdem sind durch den Einsatz Additiver Fertigung und durch Design-Algorithmen komplexe Geometrien und somit das integrierte Bewässerungssystem erst möglich.
Die Installation zeigt beispielhaft Lösungen für einige der größten Umweltprobleme unserer Zeit, wie u. a. Plastikmüll, Verschwendung von Energie und anderen Ressourcen, eine dramatisch zurückgehende Biodiversität bei gleichzeitiger Urbanisierung. Der Prototyp ist wegweisend für städtische Architektur und zeigt beispielhaft das ganze Potenzial der Additiven Fertigung für eine maßvolle Kreislaufwirtschaft in Ballungszentren auf.
Die vollständig 3D-gedruckte Umweltinstallation wurde im NOWLAB, der Innovationsabteilung von BigRep, entwickelt, Ende August fertiggestellt und dann in Berlin-Mitte montiert.
Vor historischer Kulisse
Der eigentliche Druckprozess fand im öffentlich zugänglichen Thaersaal der Humboldt Universität zu Berlin statt, für viele einer der beeindruckendsten historischen Universitätssäle Europas. Der fertiggestellte GENESIS Eco Screen wurde im Fiction Forum des Kompetenzzentrums Kultur- und Kreativwirtschaft des Bundes (Invalidenstr. 86) angebracht. An diesem Standort befand sich eine (heute abgerissene) DDR-Grenzkontrolle, die eine Baulücke zwischen den Häusern hinterließ.
„Disruptive Technologien wie der 3D-Druck bieten entscheidende Lösungen für einige der größten globalen Herausforderungen. Unsere wegweisenden Innovationen schöpfen das Potenzial Additiver Fertigung voll aus und ermöglichen so neue Anwendungen“, sagte BigRep CIO und Nowlab Managing Director Daniel Büning. „Mit diesem Projekt etablieren wir eine ganz neue und wirklich nachhaltige Produktionsweise für Polymerobjekte, selbst mit verschiedenen, recycelten Plastikstoffen. Der GENESIS Eco Screen zeigt, wie unsere Gesellschaft eine grüne Zukunft gestalten kann – mit einer Kreislaufwirtschaft, die nachhaltig, lokal, modular und gemeinschaftlich ausgerichtet ist.“
Das Umwelthabitat wurde mithilfe modernster, selbst-generierender Design-Algorithmen, die komplexe Geometrien errechnen, erstellt. Diese berücksichtigen u. a. eine Datenanalyse der Sonneneinstrahlung auf der Installation zur Berechnung der Durchmesser der 3D-gedruckten Äste.
Intelligenter Ressourceneinsatz
Eine Kreislaufwirtschaft verfolgt das Ziel weniger Abfälle zu produzieren, indem das Ungleichgewicht zwischen Ressourcennutzung auf der einen und dabei entstehenden Reststoffen, Emissionen und dem Energieverbrauch auf der anderen Seite ausgeglichen wird – durch geringeren Verbrauch und eine reduzierte Ausbeutung von Ressourcen.
Im Fiction Forum wird dieser Produktionsansatz durch ein geschlossenes Kreislaufsystem demonstriert; hier dient das PET recycelter Plastikflaschen als Grundstoff für den 3D-Druck – innovativ und dennoch konkret umgesetzt. In dem öffentlich zugänglichen Thaersaal können Besucher in einer Ausstellung mehr darüber erfahren und die fünf Stationen auf dem Weg vom Plastikmüll zum Hightech-Druckmaterial nachvollziehen.
Zunächst werden die an einer Recyclingstelle gesammelten PET-Flaschen gesäubert und für den Dual Axel Shredder, ein von dem deutschen Unternehmen raw paradise entwickeltes Gerät, vorbehandelt. Es verarbeitet das Plastik zu druckfähigem Rohmaterial, aus dem in einem zweiten Gerät, dem Filamente-Extruder, die eigentlichen Druckfilamente produziert werden. Diese Filamente sind nur 2,75 mm dick und erinnern an lange, dünne Kabel. Die Filamente werden auf Spulen aufgezogen – je eine für jeden Drucker – und von dort in die Großformat 3D-Drucker BigRep ONE eingespeist.
Selbst-generierende Design-Algorithmen
Der GENESIS Eco Screen wurde mithilfe modernster, selbst-generierender Design-Algorithmen und agentenbasierter Modellierung entworfen. Diese Algorithmen und Agenten sind intelligente Instrumente – vergleichbar mit Künstlicher Intelligenz –, die selbstständig komplexe Geometrien mit nur wenigen fixen Parametern designen können. Beim GENESIS Eco Screen sind dies u. a. eine Datenanalyse der Sonneneinstrahlung auf der Installation um den Durchmesser der 3D-gedruckten Äste und der Position entsprechender Schattenflächen.
formnext Halle 12.1, Stand C121
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