3D-Druck mit Kaffee: Aus gebrauchtem Kaffeesatz werden koffeinhaltige Kreationen
Kaffee kann viel bewirken: Er macht wach, wärmt und mindert die Existenzangst. Einer neuen Studie zufolge könnte er auch helfen, den Abfall beim 3D-Druck zu reduzieren.
Ein Anhänger, Espressotassen und Blumenkübel, die aus gebrauchtem Kaffeesatz 3D-gedruckt wurden.
Michael Rivera
Das ist die Vision hinter einem neuen Projekt unter der Leitung von Michael Rivera, einem Assistenzprofessor am ATLAS-Institut und der Abteilung für Informatik an der Universität von Colorado Boulder. Er und seine Kollegen haben eine Methode für den 3D-Druck einer breiten Palette von Objekten entwickelt, bei der eine Paste verwendet wird, die ausschließlich aus altem Kaffeesatz, Wasser und einigen anderen nachhaltigen Zutaten besteht.
Das Team hat bereits damit experimentiert, aus Kaffeesatz Schmuck, Pflanzgefäße und sogar Espressotassen herzustellen. Die Technik ist auch so einfach, dass sie mit einigen Modifikationen auf den meisten preisgünstigen 3D-Druckern für Verbraucher funktioniert.
"Mit Kaffeesatz kann man eine Menge Dinge herstellen", so Rivera. "Und wenn man ihn nicht mehr braucht, kann man ihn zurück in eine Kaffeemühle werfen und den Kaffeesatz erneut zum Drucken verwenden."
Die Gruppe präsentierte ihre Ergebnisse diesen Sommer auf der Konferenz Designing Interactive Systems der Association for Computing Machinery in Pittsburgh.
Für Rivera ist das Projekt Teil seiner Mission, den 3D-Druck nachhaltiger zu machen - und Künstlern, Designern, Ingenieuren und anderen die Möglichkeit zu geben, schnell greifbare Prototypen und andere Haushaltsgegenstände herzustellen, ohne die Mülldeponien zu vergrößern.
"Unsere Vision ist, dass man einfach ein paar Dinge im Supermarkt oder online kaufen und loslegen kann", so Rivera.
Gute Ideen kommen vom Koffein
Diese Vision begann vorhersehbar in einem Coffeeshop.
Als Rivera ein Doktorand an der Carnegie Mellon University war, arbeitete er oft in einem Café in Pittsburgh namens Arriviste Coffee Roasters. Das Café hatte einen Vertrag mit einer lokalen Gruppe abgeschlossen, die den gebrauchten Kaffeesatz zur Kompostierung abholte, aber während der COVID-19-Pandemie war das nicht möglich. Der Abfall begann sich zu stapeln.
"Der Besitzer sagte mir: 'Ich weiß nicht, was ich damit machen soll. Also werfe ich es einfach weg", sagte Rivera, der seit 2022 als Postdoktorand an der CU Boulder forscht. "Ich sah mir das Gelände an und sagte: 'Vielleicht kann ich etwas damit machen.'"
Rivera erklärte, dass die meisten 3D-Drucker auf dem Markt heute mit irgendeiner Art von Thermoplast drucken. Der häufigste ist Polymilchsäure (PLA). Dieses Material ist theoretisch kompostierbar, aber nur ein Bruchteil der Kompostieranlagen akzeptiert es.
"Wenn man es auf eine Mülldeponie wirft, wo der Großteil von PLA landet, dauert es bis zu 1.000 Jahre, bis es sich zersetzt", so Rivera.
Er erkannte, dass er mehrere Probleme gleichzeitig lösen konnte: Die Reduzierung des Plastikmülls, die Suche nach einer Verwendungsmöglichkeit für all den gebrauchten Kaffeesatz und der Genuss einer warmen Tasse Kaffee währenddessen.
Ein Grund zum Feiern
Die Methode des Teams ist ziemlich einfach, so Rivera: Er und seine Kollegen mischen getrockneten Kaffeesatz mit zwei anderen Pulvern, die sie online kaufen: Cellulosegummi und Xanthan. Beides sind gängige Lebensmittelzusatzstoffe, die sich in einer Komposttonne leicht zersetzen. Anschließend mischen die Forscher Wasser hinzu.
"Sie streben eine Konsistenz wie bei Erdnussbutter an", sagt Rivera.
Diesen Schleim kann man nicht direkt in einen 3D-Drucker einfüllen. Rivera bastelt zunächst ein wenig herum, indem er einen Drucker mit Plastikschläuchen und einer mit Kaffeepaste gefüllten Spritze modifiziert. Aber die Kreationen der Gruppe sind erstaunlich widerstandsfähig. Nach dem Trocknen ist das Material aus Kaffeesatz ungefähr so hart wie unbewehrter Beton.
"Wir haben Objekte hergestellt, die eine Menge aushalten", sagt Rivera. "Wir haben sie fallen lassen, und sie sind noch nicht kaputt gegangen."
Er sieht ein großes Potenzial für die Umwandlung von Kaffeesatz in greifbare Objekte. Rivera hat zum Beispiel kleine Pflanzgefäße aus Kaffeesatz hergestellt, in denen man Setzlinge für säureliebende Pflanzen wie Tomaten anbauen kann. Sobald die Pflanzen groß genug sind, kann man sie mitsamt Topf in die Erde einpflanzen. Das Team kann dem Kaffeesatz auch Aktivkohle hinzufügen, um Teile herzustellen, die Elektrizität leiten können, wie z. B. Knöpfe für nachhaltige Elektronik.
Rivera merkte an, dass das Drucken mit Kaffeesatz vielleicht nie eine weit verbreitete Praxis werden wird. Stattdessen sieht er das Projekt als einen Schritt hin zur Entdeckung anderer nachhaltiger 3D-Druckmaterialien, die eines Tages Kunststoffe ersetzen könnten.
Wie sich herausstellt, kann man mit Kaffee wirklich alles erreichen.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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