Endlich ein pflanzliches, bedruckbares TPU, das in Ihrem Garten wirklich biologisch abbaubar ist?
Ecogenesis Biopolymers hat ein neues genTPU-Filament auf den Markt gebracht, das aus Algen und pflanzlichen Ölen gewonnen wird.
Ecogenesis Biopolymers, ein kalifornisches Material-Start-up, hat ein TPU-Filament für den 3D-Druck auf den Markt gebracht, das aus Pflanzen gewonnen wird und so konzipiert ist, dass es „in den empfindlichsten Ökosystemen, einschließlich unserer Flüsse und Ozeane, vollständig biologisch abgebaut werden kann“, so das Unternehmen.
Wenn Sie jetzt aber denken, dass dies bedeutet, dass Sie anfangen können, Strandflip-Flops im 3D-Druckverfahren zu drucken und sie ohne Rücksicht auf die Umwelt in den Ozean zu werfen, dann irren Sie sich.
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So begeisternd diese Aussicht auch sein mag, ein genauerer Blick auf die vom Unternehmen vorgelegten wissenschaftlichen Beweise zur biologischen Abbaubarkeit offenbart eine gewisse Nuance zwischen den Definitionen der Labors und den Erwartungen der Verbraucher, zumal dies das erste TPU-Produkt des Unternehmens ist, das für die breite Öffentlichkeit bestimmt ist. Dies sollte Sie jedoch nicht davon abhalten, Ihr aus fossilen Brennstoffen hergestelltes TPU durch eine nachhaltigere Option zu ersetzen.
Der Trend der Verbraucher, ihre eigenen Schuhe in 3D zu drucken (eine beliebte Verwendung von TPU), beginnt zu wachsen, angetrieben von Unternehmen wie Bambu Lab, die Schuhkollektionen mit TPU-Filament kombinieren, und verstärkt durch Hersteller wie das Unternehmen für 3D-gedruckte Schuhe Zellerfeld, das seit seiner Gründung im Jahr 2020 34,1 Millionen US-Dollar an Investorenfinanzierung erhalten hat. Dies deutet darauf hin, dass die Verwendung von TPU bereit ist, sich schnell über industrielle Anwender hinaus auf mehr Verbraucher und kleine Unternehmen auszudehnen.
Was ist biobasierter TPU?
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Zunächst wollen wir einen Blick auf Ecogenesis und seine genTPU werfen.
Ecogenesis Biopolymers wurde Ende 2023 von Frank Pinczuk und Darlene Barbee gegründet und ist der offizielle Vertriebspartner auf dem 3D-Druckmarkt für Soleic-TPU-Materialien, die von einer Firma namens Algenesis Labs hergestellt werden. Herr Pinczuk erklärte All3DP, dass das neue Filament zu 99 % aus TPU Soleic besteht, wobei „Mineralien wie Kalziumkarbonat und Pflanzenöle in Lebensmittelqualität weniger als 1 % ausmachen“. Der Rest der Materialien stammt von Algenesis“.
Algenesis Labs mit Sitz in Kalifornien ist ein 2016 gegründetes wissenschaftliches Unternehmen, das Materialien mit der „Vision herstellt, dem Planeten zu helfen, sich von der Verschmutzung durch Produkte auf Erdölbasis zu erholen.“ Was als Laborprojekt der Chemiker Stephen Mayfield, Robert Pomeroy und Michael Burkart begann, hat sich zu einem Unternehmen entwickelt, das Materialien herstellt. Mit der Unterstützung von Investoren startete das Unternehmen seinen ersten Machbarkeitsnachweis, um zu zeigen, dass sein biobasiertes TPU, das aus Algen und anderen pflanzlichen Ölen gewonnen wird und dessen Leistung die von Kunststoffen auf Erdölbasis nachahmt, tatsächlich als Produkt funktionieren kann. Sein Blueview-Schuh im Jahr 2022 zeigte, dass Soleic in eine funktionelle Sohle umgewandelt werden kann, die dem täglichen Gebrauch standhält und am Ende ihrer Lebensdauer biologisch abbaubar ist (ohne Mikroplastik zu erzeugen).
Was sagt die Wissenschaft?
Algenesis hat auf seiner Website etwa 20 begutachtete wissenschaftliche Zeitschriftenartikel veröffentlicht, die mehrere Jahre zurückreichen und ein breites Spektrum an Untersuchungen zu biobasierten TPU-Materialien abdecken. Eine Studie ergab, dass biobasierter Polyurethan-Polyesterschaum (eine Form von Soleic-Schaum), sobald er im Ozean versenkt wurde, Anzeichen dafür zeigte, dass natürliche Meeresbakterien und -pilze das Material chemisch zersetzen konnten, ohne dass eine technische Behandlung erforderlich war.
Eine andere Studie zeigte, dass ein bestimmtes biobasiertes TPU-Material, das geschreddert und mit Kompost vermischt wurde, der bei 45 °C bebrütet wurde, nach sechs Monaten einen biologischen Abbau von 27 % aufwies. Diese Temperatur mag für den typischen Gartenkomposter hoch sein, doch Mayfield erklärte All3DP, dass die häuslichen Kompoststapel in San Diego diese Temperatur aufrechterhalten.
Die Aussichten für dieses flexible und organische Material sind spannend. Es ist möglich, große Mengen an Mikroplastik allein durch Schuhe aus der Umwelt zu entfernen, was die Nachhaltigkeit in der aufstrebenden Industrie für 3D-gedruckte Schuhe verändern könnte. Soleic ist auch als Spritzgussmaterial erhältlich, wird aber nur begrenzt vom Markt angenommen.
Mit Vorsicht zu handhaben
Als Filament für den 3D-Druck schließt sich genTPU jedoch dem ebenfalls biobasierten PLA insofern an, als dass eine angemessene Behandlung am Ende der Lebensdauer der kritische Schritt für sein Nachhaltigkeitsversprechen ist.
PLA ist wesentlich nachhaltiger als die auf fossilen Brennstoffen basierenden Alternativen wie ABS und PETG, aber die große Menge an 3D-gedruckten Produkten aus PLA landet auf Mülldeponien, wo sie sich nicht wesentlich verschlechtern, da sie eine industrielle Verarbeitung benötigen. Das ökologische Profil von PLA wird häufig überschätzt. Es ist nur in Kompostierungsanlagen „biologisch abbaubar“.
Soleic hingegen hat einen niedrigeren Schwellenwert für die biologische Abbaubarkeit, wird bei 45 °C bebrütet oder muss in eine an Mikroorganismen reiche Ozeanumgebung gebracht werden. Obwohl also Ihre 3D-gedruckten Teile und Nebenprodukte wie Medien und misslungene Drucke wahrscheinlich viel stärker biologisch abbaubar sind als PLA auf einer Mülldeponie, besteht der verantwortungsvollste Weg darin, sie zu einer industriellen Kompostieranlage zu bringen oder sie zu schreddern, um sie in Ihren eigenen Komposter aufzunehmen (vorausgesetzt, dieser ist lange genug warm genug).
Diese Unterscheidung findet sich auch in der eigenen Forschung von Algenesis, die darauf hinweist, dass die Umweltvorteile von Bio-TPU stark davon abhängen, wie es am Ende seines Lebenszyklus behandelt wird :
„… Proben des biologischen Abbaus im Ozean, die darauf hindeuten, dass diese PU-Schäume in einer natürlichen ozeanischen Umgebung einen biologischen Abbau durch enzymatische Depolymerisation der PU-Schäume und möglicherweise die Aufnahme der Abbauprodukte in die Biomasse durch marine Mikroorganismen durchlaufen würden, wenn diese Schäume unbeabsichtigt in der Meeresumwelt landen würden, wie es bei vielen Kunststoffen der Fall ist“.
Fazit: Stellt der neue genTPU von Ecogenesis einen potenziellen Durchbruch im Bereich der nachhaltigen additiven Fertigung dar? Es scheint so zu sein. Sollten Sie Ihre Flip-Flops aus genTPU in den Ozean werfen? Sicherlich nicht.
Tatsächlich ist das BioTPU von Ecogenesis nicht das erste auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Filament des Unternehmens. Es hat ein PHA-Filament (ähnlich wie PLA) auf den Markt gebracht, das seiner Meinung nach als biokompatibles, biologisch abbaubares und nicht ökotoxisches Material ein einzigartiges „Sicherheitsnetz“ bietet. „Obwohl wir keine Befürworter einer nachlässigen Entsorgung sind“, erklärt das Unternehmen auf seiner Website, „ob man nun den Abfall aus einem fahrenden Auto wegwirft oder in den Ozean wirft, ist PHA die ultimative Rückzugsmöglichkeit für den Fall, dass man es nicht richtig macht“. Wenn es in der Umwelt verloren geht, wird es durch natürliche mikrobielle Prozesse abgebaut und kehrt unbeschadet in das Ökosystem zurück.
Das genTPU-Filament wird in den USA hergestellt und ist in den Härtegraden 95A und 60D Shore für den FDM-3D-Druck (1,75 mm) erhältlich. Das Unternehmen wird seine Vertriebspartnerschaft (und die Preise) im ersten Quartal 2026 bekannt geben, wobei die Verfügbarkeit in der EU für den Sommer 2026 geplant ist. Während der Preis für genTPU nicht bekannt gegeben wurde, wird Soleic in Granulatform für 17 US-Dollar pro Kilogramm verkauft.
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Lizenz: Der Text von "Endlich ein pflanzliches, bedruckbares TPU, das in Ihrem Garten wirklich biologisch abbaubar ist?" von All3DP Pro unterliegt der Creative Commons Attribution 4.0 International License.