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Faszination Technik Wenn 3D-gedruckte Pilze Musik machen

Quelle: Fraunhofer IWU 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
KISSsoft AG
Xometry Europe GmbH
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: Wie ein additiv gefertigtes Pilzmyzel den Lautsprecherbau nachhaltiger gestaltet.

Welche Materialien ausgewählt und wie das Gehäuse konstruiert ist, beeinflussen die Klangqualität von Lautsprechern.(Bild: iStock/OleksandrKr)
Welche Materialien ausgewählt und wie das Gehäuse konstruiert ist, beeinflussen die Klangqualität von Lautsprechern.
(Bild: iStock/OleksandrKr)

Pilzmyzel kommt als natürlicher, nachwachsender Rohstoff in großen Mengen im Boden vor. Als biologisch abbaubarer Werkstoff kann es verschiedene Materialien nachhaltig ersetzen, wie beispielsweise tierisches Leder, Verpackungsmaterial aus Holz, Pappe oder Styropor und Dämmwolle. Ein Forscherteam am Fraunhofer IWU erschließt im Projekt „Mycoustics“ nun ein weiteres Einsatzgebiet für den Pilzmyzelwerkstoff: den Lautsprecherbau. Hierfür wollen die Forscher Lebend-Myzel im 3D-Druck verarbeiten. Anschließend wollen sie es gezielt im Wachstum beeinflussen, um in einem Vorgang sowohl schallreflektierende als auch schallabsorbierende Eigenschaften zu erzielen.

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Der Pilzmyzelwerkstoff lässt sich programmieren und beeinflussen – Eigenschaften die den spezifischen Anforderungen im Lautsprecherbau gerecht werden könnten. So lassen sich schaumartige Strukturen besonders zur Schallabsorption bzw. Dämpfung unerwünschter Schwingungen nutzen, während feste und glatte Strukturen sehr gut für die Schallreflektion geeignet sind. Myzel ist also sowohl als Dämmmaterial als auch für das Gehäuse geeignet.

Zahl von Klebe- und sonstigen Fügeverbindungen reduzieren sich

Sogenannte Transmissionline-Lautsprecher setzen für einen guten Tiefbass und möglichst wenig Resonanzen (Eigenschwingungen) des Lautsprechergehäuses auf eine Schallaustrittsöffnung im Gehäuse, die mit einem bis zu drei Meter langen Rohr im Inneren des Gehäuses verbunden ist. Dieses Rohr muss in der Lautsprecher-Box mehrfach gefaltet werden, um Platz zu finden – wodurch sich eine komplexe Geometrie ergibt. Allein die hohen Herstellungskosten halten viele Hersteller mittlerweile von diesem Konstruktionsprinzip ab. Diese Herausforderung löst der Vorschlag des IWU-Teams auf elegante Weise: durch werkzeuglosen Druck von Funktionskomponenten und Lautsprechergehäuse. Ganz nebenbei reduziert sich auf diese Weise die Zahl von Klebe- und sonstigen Fügeverbindungen. Insgesamt sind für die Herstellung also deutlich weniger Prozessschritte als bei konventionellen Fertigungsverfahren nötig.

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Druckbare Werkstoff basiert auf organischen Reststoffen

Für Pilzmyzel als Werkstoff sprechen weitere Kostenargumente. Das Recycling organischer Substrate als Grundlage des Werkstoffs ist ebenso kostengünstig wie die Verarbeitung bei geringem Energieaufwand. Pilzmyzel kommt im Boden in großen Mengen vor. Es lässt sich auch aus organischen Reststoffen wie Stroh, Holzresten, Sägespänen, Schilfresten oder Rückständen beim Bierbrauen (Treber) gewinnen.

Nicht zuletzt sprechen ökologische Argumente für diesen Werkstoff. Während bei einer zerspanenden Herstellung durch Zuschnitt, Fräsen oder Bohren viel Abfall entsteht, ist es beim 3D-Druck von Pilzmyzel genau umgekehrt: der druckbare Werkstoff basiert auf organischen Reststoffen; verarbeitet wird nur, was benötigt wird. Das Material ist völlig ungiftig, Speisepilzen vergleichbar und vollständig biologisch abbaubar.

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