Onderzoeksproject lost ruim 90 vragen van regionaal MKB op

21 MKB-bedrijven, 30 docenten en bijna 200 studenten van Avans Hogeschool, Fontys Hogescholen en Wageningen UR werkten de afgelopen jaren aan ruim 90 vragen over het toepassen van plastic gemaakt van plantaardig materiaal.

Tijdens het eindsymposium van het SIA RAAK PRO project Functionele stabiliteit van biopolymeren presenteert het onderzoeksteam van het Centre of Expertise Biobased Economy de belangrijkste resultaten. Een van die doorbraken is het 3D-printen met plantenplastic. Ook weet het team nu hoe die plantenplastics met biobased kleurstoffen te kleuren zijn. Het kleuren van plantenplastics was tot nu alleen mogelijk met zeer verontreinigende kleurstoffen.

Biobased filamenten

Het ontwikkelen van prototypen of het maken van unieke producten kost ondernemers vaak veel geld. Zeker als ze dat willen doen met biobased materialen. 3D-printen biedt daarvoor uitkomst. 3D-printers printen op basis van plastic draden: filamenten. Uitgaand van het plantenplastic Solanyl - bestaand uit zetmeel en polymelkzuur -  van het Oosterhoutse bedrijf Rodenburg slaagde het onderzoeksteam er in 2013 in om een goed functionerend filament voor 3D-printers te ontwikkelen. Later in het onderzoek toonde het team aan dat ook op basis van andere materialen zoals bijvoorbeeld cellulose en plastics uit bacteriën goede filamenten te ontwikkelen zijn. 

Plantenplastic kleuren

Om plantenplastic breed toepasbaar en aantrekkelijk te maken heeft het team grote stappen gezet door plantenplastic-filamenten te kleuren met biobased kleurstoffen. De productie van veel kleurstoffen is namelijk zeer milieuverontreinigend. De naam ‘gifgroen’ is bijvoorbeeld toepasselijk als het gaat om het produceren van groene niet-biobased kleurstof. Met het bedrijf Onora ontdekte het team dat de keukenspecerij kurkuma zeer geschikt is voor gele kleuring, wortels leveren bruikbare rode kleurstof en de plant indigofera zorgt voor blauwe kleurstof.  Met de combinatie van deze kleurstoffen is het mogelijk om bioplastics 3D te printen in vrijwel alle kleuren. Het team onderzoekt nu of de kleuren mooi blijven of juist mooi natuurlijk verkleuren. 

De nieuwe technieken bieden bedrijven interessante mogelijkheden. Bijvoorbeeld om in te zetten voor het snel en goedkoop ontwikkelen van prototypes, of om unieke of gepersonaliseerde producten te produceren. Onderzoeker en docent Jack van Schijndel: ”Samen met het bedrijf Top Tree Products zijn we bijvoorbeeld op zoek gegaan naar de ideale klem om bomen tijdens de groei goed te leiden. Zo’n klemmetje mag niet te hard of te zacht zijn, moet de perfecte vorm hebben en moet na een bepaalde tijd ook weer uit elkaar vallen. Dat laatste scheelt de kweker veel werk omdat hij de klemmetjes niet weer hoeft te verwijderen als ze hun werk gedaan hebben. Wij leverden de kweker verschillende prototypes en hij kon ze meteen in de praktijk proberen.”

Ontwikkelen, printen en testen

In het biobased laboratorium hebben de onderzoekers en studenten de faciliteiten om veel verschillende stappen van ontwikkeling en productie te testen. Van Schijndel: ”Wij kunnen plastics met verschillende eigenschappen ontwikkelen en vervolgens meteen de prototypes printen en testen op bijvoorbeeld buigbaarheid.” Met de ontwikkelde technieken blijven de kosten voor productontwikkeling laag. Bovendien toonde het team aan dat producten die met plantenplastic zijn geprint zeer goed te recyclen zijn tot nieuw filament. In samenwerking met het FabLab Breda werd aangetoond dat sommige biobased plastics wel tot 5 keer herbruikbaar zijn als filament.

Onderzoek samen met bedrijven

Gedurende het project ontwikkelden de onderzoekers en studenten op basis van vragen van bedrijven steeds nieuwe kennis over 3D-printen met bioplastics. Beginnend bij de productie van een geschikt printmateriaal tot het verfijnen van de eigenschappen van deze plastics.  Van Schijndel: ”Het unieke van dit project is dat we op basis van vragen van bedrijven telkens een stapje verder hebben kunnen zetten. We beantwoorden prangende vragen van het bedrijfsleven en ontwikkelen tegelijk een brede kennisbasis over 3D biobased printen.” 

In totaal namen 21 MKB-bedrijven, 30 docenten en bijna 200 studenten deel aan het onderzoeksproject Functionele stabiliteit van biopolymeren. In samenwerking met die bedrijven losten de studenten, docenten en onderzoekers ruim 90 vraagstukken van het MKB op. 

Eindsymposium

Het team deelt op 17 maart de resultaten van het onderzoek tijdens het gratis eindsymposium RAAK PRO Functionele stabiliteit van biopolymeren bij Avans Hogeschool in Breda. Meer informatie en de mogelijkheid om aan te melden: https://www.coebbe.nl/events/Eindsymposium.