Wasserbasierte Tinte aus Lignin Abfallmaterial wird zu recyclebarer Tinte für 3D-Druck

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Nächste Stufe für die additive Fertigung? Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon haben eine wasserbasierte 3D-Drucktinte entwickelt. Damit produzierte Objekte lassen sich vollständig durch Zugabe von Wasser recyceln.

Nahezu jedes Modell, was sich in einem Computer rendern lässt, kann heute auch in die reale Welt übertragen werden. Das Stichwort lautet 3D-Druck bzw. additive Fertigung. Von kleinsten Computerchipelementen, über Autobauteile bis zu Medizintechnik-Komponenten sind dem Gestaltungsspielraum keine grenzen gesetzt. Eine besonders effektive Technik der additiven Fertigung ist das so genannte Direct Ink Writing, bei dem Objekte bei Raumtemperatur mit speziell formulierten Tinten gedruckt werden.

Die meisten dieser Tinten basieren allerdings auf fossilen Polymeren – Materialien, die oft weder recycelbar noch biologisch abbaubar sind. Doch es gibt Alternativen, etwa Tinten aus Lignin. Zwar ist Lignin als Biopolymer und Reststoff der Papierindustrie deutlich nachhaltiger als die fossilen Polymere, doch die Lignin-basierten Tinten benötigen meist hohe Temperaturen oder nicht umkehrbare chemische Prozesse, damit ein zuverlässiger 3D-Druck möglich ist. Dadurch lassen sich die gedruckten Objekte nicht wieder verwenden.

Wie „grün“ kann eine 3D-Druck-Tinte sein?

Nun haben Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon eine vollständig recycelbare Tinte für den 3D-Druck entwickelt: Etwa 70 Prozent dieser Tinte bestehen aus Lignin, das bei der Papierherstellung anfällt oder direkt aus Biomasse gewonnen wird. Während des 3D-Drucks fließt die Tinte leicht durch die Düsen und gewinnt danach im Ruhezustand schnell wieder an Festigkeit. Im Gegensatz zu den anderen ligninbasierten Tinten härtet sie allerdings ohne chemische oder thermische Nachbehandlungen aus.

„Wir wollten zeigen, dass auch Abfallmaterialien wie Lignin den technischen Anforderungen des modernen 3D-Drucks gerecht werden und zugleich die Nachhaltigkeit verbessern“, sagt Dr. Maria Balk, eine der Hauptautorinnen der Studie. Dafür hat das Forschungsteam ein industrielles Abfallprodukt in eine 3D-Drucktinte umgewandelt, die sich durch einfaches Zugeben von Wasser vollständig recyceln lässt, wie die Wissenschaftlerin beschreibt.

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Mit Wasser mehrfach recyclebar

„Eine der spannendsten Erkenntnisse ist, dass die gedruckten Objekte mehrfach durch Zugabe von Wasser recycelt werden können, ohne an Leistungsfähigkeit zu verlieren“, erklärt Balk. „Dies ist in der additiven Fertigung bislang selten und eröffnet neue Perspektiven für eine kreislauforientierte Produktion. So lassen sich die CO₂-Emissionen deutlich reduzieren.“

Die aktuellen Forschungsergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für den nachhaltigen 3D-Druck einer Vielzahl von Objekten – darunter maßgeschneiderte Produktprototypen und Komponenten für die unterschiedlichsten Technologien. Die recycelbare Tinte soll nun weiter optimiert und getestet werden, um eine Markteinführung zu ermöglichen. „Wir wollen den Prozess weiter skalieren und Anwendungsfelder untersuchen – besonders in Bereichen, in denen energiearme Verarbeitung und Recycelbarkeit bedeutsam sind“, sagt Balk.

Originalpublikation: Maria Balk, Michael Schroeter, Eduardo da Conceição, Nicole Schneider, Matthias Heuchel, Yvonne Pieper, Susanne Schwanz, Navid Khani, Hanin Alkhamis, Katarzyna Polak-Kraśna, Axel T. Neffe, Francesca M. Toma: Room-Temperature, Aqueous-Based 3D Printing of Fully Recyclable Wood-like Inks from Upcycled Lignin, ACS Sustainable Chem. Eng. Published February 11, 2026; DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c07974

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