Mit 3D-Druck grüner produzieren

So wird die Fertigungsindustrie klimafreundlicher


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

3D-Druck für eine nachhaltigere Industrie

Der 3D-Druck stellt eine Chance dar, das eigene Unternehmen umweltfreundlicher aufzustellen. So ergab eine Studie der Europäischen Kommission, dass bis 2050 sich bis zu 90 Prozent des für die Herstellung benötigten Rohmaterials durch die additive Fertigung einsparen lässt. Der Einsatz von 3D-Druckern erlaubt es Herstellern, Ressourcen zu sparen, indem sie gedruckte Teile wiederverwerten, umfunktionieren oder gar recyceln können.

So lassen sich beispielsweise Teile, die in der bisherigen Produktion aus mehreren Elementen bestanden hätten, mittels additiver Fertigung in einem Stück drucken. Das verbraucht weniger Material und Zeit, aber vor allem auch weniger Ressourcen – Stichwort Beschaffung und Transport. Außerdem spart die additive Fertigung durch die präzise Schichtung des Materials Rohmaterial, da deutlich weniger Materialüberschuss oder Abfälle etwa im Vergleich zur spanenden Fertigung anfallen.

Leicht von der Hand: Topologieoptimierung

Ein weiterer Vorteil infolge der Optimierung des Teiledesigns und der Konsolidierung von Teilen sind Endprodukte, beispielsweise Autos, die durch den verminderten Einsatz von Rohmaterial an Gewicht verlieren und somit weniger CO2 ausstoßen.

Markforged
Grüner produzieren: Teile, die sonst aus mehreren Elementen gefertigt werden, lassen sich mittels additiver Fertigung in einem Stück herstellen.
© Markforged

Der Leichtbau gewinnt in der Produktentwicklung zunehmend an Bedeutung: Ein topologieoptimiertes und gewichtsreduziertes Bauteil aus dem 3D-Drucker, etwa für ein Flugzeug, kann über dessen gesamte Lebenszeit zu erheblichen Kosteneinsparungen beim Kerosin führen. So macht der 3D-Druck nicht nur die eigene Produktion durch kürzere Lieferketten nachhaltiger. Er macht auch Produkte, in denen gedruckte Teile zum Einsatz kommen, über ihre Lebensdauer hinweg umweltfreundlicher.

Lebensdauer von Maschinen verlängern

Oft handelt es sich bei den aus weiter Ferne bestellten Teilen um Ersatzteile für Reparatur und Wartung von Maschinen und/oder Produkten. Sind Ersatzteile nicht mehr lieferbar, kommt es oft vor, dass Maschinen nicht überholt oder instandgesetzt werden können. 3D-Drucker stellen schnell und kostengünstig Reparaturteile für spezielle oder nicht mehr produzierte Geräte her. Dadurch lassen sich Maschinen wieder reparieren und vor einer zu frühen Verschrottung bewahren.

Hinzu kommt, dass Energie wie auch zusätzliche Ressourcen für die Herstellung neuer Maschinen und Industriekomponenten entfällt beziehungsweise erst später anfällt. Ersatzteile müssen auch nicht mehr kostspielig gelagert werden. Produziert wird nur, wenn der Bedarf besteht. Somit können Industrieunternehmen ein Ersatzteil auf Knopfdruck und direkt vor Ort herstellen, selbst wenn es im Einkauf längst nicht mehr verfügbar ist.

Fertigung nur bei Bedarf und ohne Zubehör

Jedes Unternehmen ist darauf erpicht, seine Prozesse zu verschlanken. Die additive Fertigung ist im Gegensatz zu anderen Fertigungsverfahren ein Computer-zu-Teil-Verfahren. Hierbei bedarf es keine bis kaum Werkzeuge oder Formen für die Fertigung der Teile, was einen minimalen Arbeitsaufwand zwischen dem digitalen Entwurf und der finalen Produktion bedeutet.

Zum Vergleich: So benötigt etwa beim Gussverfahren jedes auf diese Weise hergestellte Teil eine individuelle Gussform sowie die hierfür notwendige Ausstattung und geschultes Fachpersonal. Diese aufwändige Produktion führt oft dazu, dass viele Teile auf Lager produziert werden – das bedeutet hohen Ressourceneinsatz sowie kostspielige Teilelagerung ohne zu wissen, ob das Teil zukünftig zum Einsatz kommt. Der 3D-Druck erlaubt eine flexiblere Fertigung bei Bedarf und kann so auch der unnötigen Überproduktion entgegensteuern.

Fazit

Die additive Fertigung hat großes Potenzial und wird in naher Zukunft zum Industriestandard avancieren. Auch im Hinblick auf die nachhaltige Ausrichtung der Fertigung entstehen hier reale und auf lange Sicht messbare Vorteile. Besonders eine schlankere und/oder verkürzte Lieferkette sowie die Einsparung von Rohmaterialien tragen langfristig zu einer geringeren Umweltbelastung bei. (kv)


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