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3D-Druck für Outdoorprodukte bringt Kreislaufwirtschaft näher

Durch den Einsatz innovativer 3D-Druck Rückenpads haben wir mit dem Novum 3D eine Konzeptstudie eines recyclingfähigen Rucksacks entwickelt. Dies ist ein weiterer großer Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft und liefert uns viele neue Erkenntnisse für eine ganzheitlich nachhaltige Produktentwicklung, denn im Idealfall kann ein Produkt am Ende seines Lebenszyklus wieder vollständig in den Produktionsprozess zurückgeführt werden.

Novum 3D – Ein Prototyp für nachhaltige Rucksäcke der Zukunft

Man sieht dem Novum 3D schon auf den ersten Blick an, dass er kein gewöhnlicher Rucksack ist. Das glatte, ungefärbte und leicht durchscheinende Material, aus dem der Rucksack samt Trägern besteht, hat eine entschieden futuristische Anmutung. Es gibt keine Nähte – alles ist verschweißt. Anstelle von Schaumstoffpolstern findet man am Rücken fast bizarre, geometrische Strukturen aus kleinen Kunststoffstreben. Der Novum 3D könnte die Requisite eines Science-Fiction-Films sein und tatsächlich soll er einen Ausblick in die Zukunft geben. Er ist eine Konzeptstudie, um radikal neue Design-Ansätze auszuprobieren und greifbar zu machen.

Produziert wurden nur zehn Exemplare, die nicht für den Verkauf vorgesehen sind, aber Erkenntnisse für zukünftige Produkte unseres VAUDE-Sortiments liefern werden. Dabei geht es unseren findigen Köpfen des Innovation-Teams nicht nur darum, einen funktionell besseren Rucksack zu entwickeln, sondern in erster Linie auch um Fortschritte bei nachhaltigen Produktionsverfahren und um einen großen Schritt hin zu echter Kreislaufwirtschaft. Mit unserem ersten recyclingfähigen Rucksack treten wir den Beweis an, dass Komfort, Funktion und Nachhaltigkeit keinesfalls im Gegensatz zueinander stehen müssen.

Gut belüftet und komfortabel dank innovativer 3D-Druck-Rückenpolster

Aber wie genau lassen sich Nachhaltigkeit und Komfort unter einen Hut bringen? Die auffälligen Gitterstrukturen der Rückenpolster sind ein entscheidender Baustein. Sie entstammen einem 3D-Drucker unseres Kooperationspartners Oechsler AG. Auf den ersten Blick erinnern sie an Bienenwaben. Schaut man jedoch genauer hin, fällt auf, dass es hier keine geschlossenen und durch Wände voneinander getrennten Zellen gibt. Stattdessen spannen unzählige Gitterstreben aus Kunststoff ein dreidimensionales Netz, durch das Luft genauso so gut hindurchströmen kann, wie es unseren betrachtenden Blick durchlässt. Die verbesserte Belüftung ist aber nur ein Vorteil dieser vielversprechenden neuen Polster gegenüber klassischem Schaumstoff. Darüber hinaus können wir durch gezielte Variation der Gitterstruktur und die Stärke der Verstrebungen die Nachgiebigkeit der Pads, praktisch nahtlos in Zonen unterschiedlicher Härte aufteilen. So kann die Polsterung beispielsweise an der Hüfte, wo das Gewicht eines gefüllten Rucksacks mehr Druck ausübt, fester ausfallen als im Bereich des mittleren und oberen Rückens. Einige Radsportler*innen kennen die Technologie bereits von Sätteln, bei denen die Druckverteilung auf dieselbe Weise optimiert werden konnte.

Die 3D-Druck Rückenpolster sind ein entscheidender Teil des Novum 3D

 

Was neue Möglichkeiten beim Komfort eröffnet, hilft auch bei der Nachhaltigkeit. Die offene 3D-Struktur mit ihrer Wabenstruktur ist von Natur aus, eine sehr stabile Form, bei geringstmöglichem Materialeinsatz. Das spart Gewicht am Rucksack und Ressourcen in der Produktion. Kai Vogt, Abteilungsleitung Innovationen, betont einen weiteren Aspekt:

„Beim 3D-Druck spielt auch das additive Druckverfahren seine Vorteile aus: Es gibt keinen Überschuss oder Verschnitt.“

Der verwendete Kunststoff (thermoplastisches Polyurethan oder kurz TPU) kann außerdem recycelt und zu neuen Produkten verarbeitet werden. Ein wichtiger Aspekt, der das VAUDE-Inno-Team dazu brachte, die anderen Komponenten eines Rucksacks ebenfalls von Grund auf neu zu denken.

Besprechung der 3D-Druck Polster an verschiedenen Rucksäcken
Kai Vogt mit Innovations-Manager Dr. Frank Michel im hauseigenen Testcenter

 

Der erste recyclingfähige Rucksack dank sortenreinen Materialien

Dass Schultergurte, Riemen, Hüftgurt und der eigentliche Packsack des Novum 3D aus demselben Material bestehen, hat einen guten Grund. So müssen die Komponenten nicht aufwändig getrennt werden, um den Rucksack am Ende seines Lebenszyklus recyceln zu können. Das hier eingesetzte Material sieht zwar anders aus als die Rückenpolster, ist aber ebenfalls TPU. Und der Kunststoff wartet mit einer weiteren Eigenschaft auf, die ihn als gute Alternative zu Textilien auszeichnet: er kann verschweißt werden.

„So konnten wir einen sortenreinen Rucksack komplett ohne Nähte fertigen.“

erklärt Kai Vogt. Denn schon das Nähgarn wäre ein weiteres Material, das vor einer sortenreinen Wiederaufbereitung getrennt werden müsste. Damit räumen wir eine der größten Hürden aus dem Weg, die echtem Recycling von Outdoor-Ausrüstung bisher im Weg stehen. Rucksäcke sind für gewöhnlich aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, die nur mit immensem Aufwand oder praktisch gar nicht voneinander zu trennen sind: verschiedene Materialien Garne, Bänder, Schaumstoffe, Metall- und Kunststoffteile. Oft werden dabei Werkstoffe verwendet, die selbst einzeln nicht zu gleicher Qualität recycelt werden könnten. Der Novum 3D hingegen besteht nahezu komplett aus TPU. Wir sprechen von einem Monomaterial-Rucksack. Der Umwelt zuliebe ist das Hauptmaterial ungefärbt. Alle nicht-TPU Teile, wie z. B. die Rückenstreben aus Aluminium, können aber sehr einfach entfernt werden.

Ganzheitlich klimafreundlich durch kurze Produktionswege

Ein nachhaltiges Produkt-Design ist nur die halbe Miete – für VAUDE ist der gesamte Produktionsprozess wichtig. Der Novum 3D wurde daher komplett in Deutschland entwickelt und gefertigt. CO2-Emissionen durch lange Transportwege einzelner Teile werden so auf ein Minimum reduziert. Möglich wurde das durch die Zusammenarbeit mit der fränkischen Firma Oechsler. Als Entwicklungspartner standen uns die Expert*innen für 3D-Druck beim Design und bei der Umsetzung der Rückenpolster zur Seite. Der Hauptteil der Entwicklung und Produktion fand an unserem klimaneutralen Firmensitz im süddeutschen Tettnang statt.

Die Zukunft der Kreislaufwirtschaft mit 3D-Druck Technologie

Unterschiedliche Gitterstrukturen des 3D-Drucks sorgen für ideale Druckverteilung

Der Novum 3D wird aktuell in unseren hauseigenen Labors in Tettnang getestet. Die ersten Eindrücke sind sehr vielversprechend – insbesondere was Komfort und Belüftung der 3D-Polster angeht. Da es nicht nur ein technischer Prototyp ist, sondern eine Konzeptstudie, werden wir im Juni 2022 erstmalig ein Showpiece auf der Fachmesse „OutDoor by ISPO“ in München ausstellen. Einige der zehn Exemplare werden unterdessen in Praxistests zeigen müssen, was sie können. Anschließend gilt es, eine erste Bilanz zu ziehen und mit nüchternem Blick die Vorteile bei Funktion und Nachhaltigkeit dem höheren Produktionsaufwand gegenüberzustellen. Spätestens an der Stelle wird klar, dass eine Konzeptstudie wie der Novum 3D mehr mit Wissenschaft zu tun hat als mit Science-Fiction. Er wird uns handfeste Erkenntnisse liefern, wie und in welchem Umfang wir die neuen Technologien in zukünftige Produkte – nicht nur Rucksäcke – einfließen lassen können. Vogt ist zuversichtlich:

„Wir glauben daran, dass die Zukunft technischer Outdoorprodukte
in Recyclingfähigkeit und Kreislaufwirtschaft liegt und mit kompromissloser Performance vereinbar ist.“

Eine Utopie? Mit dem Novum 3D wird die Vision greifbare Realität.

Mountainbiker in den Dolomiten
Werden wir die innovative Technologie des Novum 3D bald in den Bergen sehen? Die Zukunft sieht vielversprechend aus. Bild: Markus Greber

 

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Text: Martin Dinse | velonauten

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