3DfunSiC

3D Druck biogener SiSiC Bauteile mit Post Processing durch holzzersetzende Pilze

Im Projekt 3DfunSiC sollen biogene SiC‑Keramiken auf Holzbasis mittels Binder‑Jetting‑Verfahren hergestellt werden, um einen energie‑ und ressourceneffizienten Herstellungsprozess für Hochleistungskeramik zu entwickeln. Der Einsatz von Holz als nachwachsendem Rohstoff ersetzt hierbei konventionell produziertes, äußerst energieintensives SiC‑Pulver und würde dadurch eine signifikante Reduktion des CO₂‑Fußabdrucks bewirken. Gleichzeitig erlaubt die additive Fertigung eine optimale Nutzung der eingesetzten Materialien sowie das Erschließen neuartiger, bionisch inspirierter Geometrien.

Eine zentrale Herausforderung bei der Herstellung komplexer keramischer Bauteile besteht darin, innenliegende Freiräume nach dem Druck zuverlässig von ungebundenem Pulver zu befreien. Um diese Limitation zu überwinden, erforscht die Professur für Pilz-Biotechnologie in der Holzwissenschaft den Einsatz holzabbauender Pilze als biologisches Post‑Processing‑Werkzeug. Pilze wie Trichoderma reesei besitzen die Fähigkeit, Cellulose und weitere Holzbestandteile mittels extrazellulärer Enzyme zu depolymerisieren. Damit können sie das im Bauteil verbliebene Holzgranulat gezielt verstoffwechseln. 

Durch diese pilzgestützte Entpulverung könnten bislang nicht realisierbare Geometrien zugänglich gemacht werden. Ergänzend führt die Substitution fossiler Ausgangsmaterialien durch biogene Rohstoffe sowie der Verzicht auf besonders energieintensive Prozessschritte zu einer deutlichen Verbesserung der ökologischen Bilanz. Damit besitzt das im Projekt zu entwickelnde Verfahren das Potenzial, sowohl die Nachhaltigkeit als auch die geometrische Gestaltungsfreiheit in der keramischen Industrie wesentlich zu erweitern.