Fokus Forschung: Laserstrukturierung für die Mülltonne?

Fokus Forschung: Laserstrukturierung für die Mülltonne?

Internationales Forschungsvorhaben am Laserinstitut Hochschule Mittweida gestartet

Anlage zur Lasermikrostrukturierung

Was haben Mülltonnen mit Spitzenforschung zu tun? Am Laserinstitut Hochschule Mittweida gibt ein neu gestartetes internationales Forschungsvorhaben darauf eine Antwort.

LaMoFlo steht für „High-rate laser surface texturing of 3D injection molds to fabricate functionalized easy-flow polymeric containers“ und ist der Titel des Vorhabens, das über die europäische Förderrichtlinie M-era.Net gefördert wird, bei dem erstmalig die Regionen Sachsen und Quebec/Kanada explizit im Förderfokus standen.

Dabei wurde das LaMoFlo-Forschungsvorhaben neben 36 weiteren internationalen Forschungsprojekten aus insgesamt 233 eingereichten Projektskizzen im M-era.Net call 2019 für eine Förderung ausgewählt. 

Andreas Gruner, Forschungsmitarbeiter am LHMDas Vorhaben wird federführend am Laserinstitut Hochschule Mittweida geleitet von Prof. Udo Löschner. Im LaMoFlo-Projekt forscht Dipl.-Ing. Andreas Gruner, Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Hochrate-Lasertechnologien, zusammen mit der McGill University Montréal, der École de Technologie Supérieur Montréal sowie zwei weiteren kanadischen Industriepartnern über die lasergestützte Herstellung von funktionalen Oberflächenstrukturen für Müllbehälter. Dazu fand Anfang Oktober das Kick-off-Meeting als Web-Meeting statt.

Besonders in der Lebensmittel- und Abfallindustrie besteht das Problem, dass die dort eingesetzten Behälter und Transportcontainer durch Anhaftungen an den Behälterwänden oder dem Boden nur unvollständig entleert werden können. Das wiederum erfordert für die vollständige Entleerung der Behältnisse einen erhöhten Arbeits‑, Zeit- und Kostenaufwand. Ein zusätzliches und dabei vornehmlich in der kaltgemäßigten Klimazone wie Kanada auftretendes Problem entsteht bei der Müllentsorgung durch das Festfrieren von Abfall in den Müllcontainern, was als Folge zu übervollen oder zerstörten Mülltonnen und herumliegendem Abfall führt. Eine Lösung für dieses direkt das tägliche Leben betreffende Problem wird in dem beabsichtigten Forschungsvorhaben in Form der Herstellung von nichtanhaftenden und dadurch sich selbstreinigenden Behältern erarbeitet. Das Nichtanhaften bzw. der selbstreinigende Effekt wird dabei durch das gezielte Funktionalisieren der Behälterwände durch mikroskopisch kleine Oberflächenstrukturen erreicht. Der Nachweis über die prinzipielle Wirksamkeit solch selbstreinigender Kunststoffoberflächen, die im thermischen Spritzgussverfahren mit Hilfe von lasermikrostrukturierten Spritzgussformen entstanden, wurde bereits von der am Projekt beteiligten Forschergruppe um Prof. A.-M. Kietzig an der McGill University erbracht.

Das Arbeitsziel im LaMoFlo-Forschungsvorhaben ist die Überführung dieser bisher lediglich im Labormaßstab entstandenen Lasermikrostrukturierungen auf Spritzgussformen unter Beachtung anwendungsnaher Bauteilgrößen und kurzer Fertigungszeiten, was die Grundvoraussetzung für einen großindustriellen Einsatz dieser Technologieinnovation darstellt. Der Neuheitsgehalt des Forschungsprojektes ist dabei die Übertragung der besonderen Containerwandfunktionalitäten auch auf geneigte Oberflächen, wie sie im realen Anwendungsfall zu finden sind und im Projekt anhand von Müllcontainern nachgewiesen werden soll.

Das Technology Readiness Level (TRL), der Technologie-Reifegrad, kennzeichnet auf einer Skala von 1-9 den erreichten Entwicklungsstand einer Technologie. Im LaMoFlo-Vorhaben kann nach Ablauf der dreijährigen Projektphase, ausgehend von einem TRL 4 zu Beginn des Projektes (Versuchsaufbau im Labor) ein TRL 6 (Prototyp in Einsatzumgebung) erwartet werden. Bei erfolgreichem Projektverlauf ist davon auszugehen, dass die entwickelte Technologielösung auf eine Vielzahl weiterer Anwendungen des täglichen Bedarfs transferiert werden kann.

 

 

Text: Andreas Gruner
Fotos: Hochschule Mittweida, LHM