Myzel-Musik 3D-gedruckte Pilze sorgen etwa für nachhaltige Lautsprecher

Bio-Schallalaaah! Wie man Pilzmyzel als nachhaltigen Hightech-Werkstoff für neuartige Lautsprecher (und mehr) nutzen kann, zeigt das Fraunhofer IWU.

Pilzmyzele sind logischerweise ein nachwachsender Rohstoff. In der Pharmazie ist dieser deshalb seit vielen Jahren nicht mehr wegzudenken. Doch Pilzmyzel hat noch viel mehr Potenzial als neuartiger Werkstoff, sagen die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). Als biologisch abbaubarer Werkstoff kann es zum Beispiel verschiedene herkömmliche Materialien ersetzen und die Anwendungen nachhaltiger machen. Dazu gehörten beispielsweise tierisches Leder, Verpackungsmaterial aus Holz, Pappe oder geschäumtem Polystyrol (Styropor), aber auch Dämmwolle.

Aus Pilzmyzel wachsen Bio-Transmissionline-Lautsprecher

Ein Forscherteam am IWU erschließt angesichts dieser Chance nun ein weiteres Einsatzgebiet für den Pilzmyzel-Werkstoff. Und zwar geht es um komplexe Funktionseinheiten aus zusammengefassten Bauteilen, die hochwertige Transmissionline-Lautsprecher noch besser klingen lassen, wie man betont. Dabei handelt es sich um eine spezielle Form von Lautsprechergehäusen, die stehende Wellen in einer Verzögerungsleitung zur Verbesserung der Wiedergabe tiefer Frequenzen nutzen. Das ehrgeizige Ziel lautet, lebendes Myzel im 3D-Druck zu entsprechend zu verarbeiten und anschließend gezielt im Wachstum zu beeinflussen, um in einem Vorgang sowohl schallreflektierende als auch -absorbierende Eigenschaften zu erhalten.

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Transmissionline-Lautsprecher werden deutlich günstiger machbar

Besonders vielversprechend seien bereits die Ergebnisse zur Programmierbarkeit respektive Beeinflussbarkeit des Pilzmyzel-Werkstoffs im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen im Lautsprecherbau. Für den jeweiligen Einsatzzweck erwünschte Materialeigenschaften sind in der Kultivierung des Myzels durch Beeinflussung der Umweltbedingungen gezielt einstellbar, wie die Forscher betonen. So lassen sich etwa schaumartige Strukturen besonders zur Absorption unerwünschter Schwingungen nutzen, während feste und glatte Strukturen sehr gut für die Schallreflektion geeignet sind, wie es weiter heißt. Und Transmissionline-Lautsprecher setzen für einen gut klingenden Bass 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 Lautsprecherbox mehrfach gefaltet werden, um darin Platz zu finden. Dadurch ist seine Gestalt sehr komplex. Allein die Herstellung sei so teuer, das manche Hersteller darauf verzichteten. Doch das IWU-Teams kann das Problem auf elegante Weise aus der Musikwelt schaffen! Und zwar durch den werkzeuglosen 3D-Druck von Funktionskomponenten und Lautsprechergehäuse, womit man auch komplexe Geometrien schaffen kann. Ganz nebenbei reduziere sich die Zahl von Klebe- und sonstigen Verbindungsstellen. Das drückt die Herstellungskosten nach unten.

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Weitere Gründe für Pilzmyzel als Werkstoff der Zukunft

Für das Pilzmyzel als Werkstoff sprechen weitere Kostenargumente. Denn das Recycling organischer Substrate als Grundlage des Werkstoffs ist ebenso einfach und günstig wie die Verarbeitung bei relativ geringem Energie- und Ressourcenaufwand. Pilzmyzel kommt außerdem im Boden in großen Mengen vor. Es lässt sich bekanntlich auch aus organischen Reststoffen wie Stroh, Holzresten, Sägespänen, Schilfresten oder Rückständen beim Bierbrauen (Treber) gewinnen. Nicht zuletzt sprechen ökologische Argumente für diesen Werkstoff. Denn 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 und verarbeitet wird nur, was benötigt wird. Das Material ist völlig ungiftig, vergleichbar mit Speisepilzen und eben vollständig biologisch abbaubar.

Experten für Biomanufacturing und additive Fertigung

Die Basis für die Arbeiten am IWU bildet das Projekt „Mycoustics“, in dem bisherige Grundlagenforschungen am Institut zur Kultivierung und den Verarbeitungsmöglichkeiten des Myzelwerkstoffs durchgeführt wurden. Das IWU verfügt auch über viel Expertise in technischer Akustik und Additiver Fertigung, wie angemerkt wird. Das Institut beherrsche deshalb eine breite Palette von Methoden zur Analyse, Simulation und Optimierung für die gesamte Kette der Schallentstehung (Anregung, Übertragung, Schallabstrahlung). Es leitet außerdem das Fraunhofer-Kompetenzfeld Additive Fertigung mit deutschlandweit zwanzig Fraunhofer-Instituten. Und einer der eigenen Forschungsschwerpunkte ist funktionsintegrierter 3D-Druck für Anwendungen unterschiedlichster Branchen. Vom 11. bis 13. Juni 2024 veranstaltet das IWU in Dresden übrigens die „BioM“, die als bedeutendste internationale Tagung für Biomanufacturing und verwandte Gebiete gilt. Dabei werden auch die Möglichkeiten von Pilzmyzel vorgestellt.

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