Die Rolle additiver Fertigungsverfahren im Rahmen der Agenda 2030
Die additive Fertigung hat das Potenzial, eine Schlüsselrolle in der nachhaltigen Transformation der Industrie zu spielen. Durch gezielte Investitionen in Technologie und Forschung kann der Energie- und Ressourcenverbrauch des 3D-Druckprozesses selbst minimiert und neue biobasierte, recycelbare Materialien entwickelt werden, um eine nachhaltige Zukunft zu gestalten. Zudem tragen die dezentrale Produktionsweise, die maßgeschneiderter Produktionsplanung und der bedarfsgerechte Materialeinsatz dazu bei, die Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 effektiv umzusetzen. Besonders relevant sind hierbei die Ziele SDG 7 (bezahlbare und saubere Energie), SDG 12 (nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster) und SDG 13 (Maßnahmen zum Klimaschutz).
Einfluss auf Energie und Ressourcen
Im Vergleich zu traditionellen, subtraktiven Methoden, bei denen Material abgetragen wird, baut die additive Fertigung Objekte Schicht für Schicht auf, was zu einer deutlichen Reduktion von Materialabfall führt. Dieser Ansatz fördert nicht nur eine ressourceneffiziente Produktion, sondern unterstützt auch das Ziel einer Null-Abfall-Fertigung.
Additive Fertigungsverfahren und optimierte Konstruktionen versprechen eine signifikante Reduktion des Energieverbrauchs und der Umweltbelastung. Durch die Integration von Füllmustern im Bauteilvolumen lassen sich mechanische Eigenschaften mit einem geringen Materialeinsatz und einem daraus resultierenden verringerten Bauteilgewicht herstellen.
Beispielsweise kann durch die Optimierung von Windturbinenblättern hinsichtlich ihres Gewichts und aerodynamischen Designs sowohl der Materialeinsatz als auch der Drehwiderstand verringert und die Leistung gesteigert werden. Durch die Verwendung von 3D-Druck zur Herstellung von Flugzeugkomponenten wird ebenfalls das Gewicht der Teile reduziert, was zu geringerem Treibstoffverbrauch und weniger CO2-Emissionen führt.
Nachhaltigkeit in jedem Lebenszyklus
Ein kritischer Aspekt ist die nachhaltige Gestaltung aller Phasen im Lebenszyklus additiv gefertigter Teile. Von der Konzeption und dem Design über die Herstellung und Nutzung bis hin zum Recycling oder der Entsorgung müssen alle Schritte nachhaltig gestaltet sein. Einige Bauteile lassen sich im Recyclingprozess wieder zu Filamenten verarbeiten. Auch im Prozess der Bauteilentwicklung lassen sich beispielsweise in der Automobilbranche schnell und kostengünstig Prototypen oder fertige Endprodukte herstellen. Das Institut für Polymer- und Produktionstechnologie (ipt e.V.) bietet im Rahmen des MDZR (Mittelstand-Digital Zentrum Rostock) Unterstützung durch Workshops und Digitalprojekte an, um Unternehmen bei der Implementierung nachhaltiger Praktiken in allen Lebenszyklen zu begleiten.
Dezentralisierung der Produktion
Die lokale Herstellung von Produkten am Verbrauchsort vermeidet lange Lieferketten und reduziert CO2-Emissionen durch Transport. Die schnelle und lokale Produktion von Ersatzteilen, beispielsweise für erneuerbare Energieanlagen, kann die Betriebszeit erhöhen und Wartungskosten senken. Auch die Herstellung von Ersatzteilen für Züge direkt in den Werkstätten verkürzt Lieferzeiten und reduziert Transportemissionen. Die medizinische Versorgung kann durch den 3D-Druck verbessert werden, indem medizinische Geräte und Hilfsmittel vor Ort in Krisengebieten hergestellt werden, was schnelle Reaktionen und reduzierte Logistikkosten ermöglicht.
Produktionsplanung und Materialeinsatz
In der Phase der Produktionsplanung und Konstruktion ermöglicht die additive Fertigung einen präzisen und bedarfsgerechten Einsatz von Ressourcen. Neue, umweltfreundlichere Materialien wie biobasierte oder biologisch abbaubare Kunststoffe können den Kohlenstoff-Fußabdruck weiter reduzieren.
Die Technologie ermöglicht eine kundenspezifische Produktion für bedarfsgerechte Anwendungsfälle und damit eine angepasste Produktlebensdauer entsprechend den individuellen Anforderungen des Konsumenten. So lassen sich beispielsweise maßgeschneiderte Orthesen und Prothesen mit individuell angepasster Passform und Funktionalität herstellen, wodurch gleichzeitig Materialabfälle minimiert werden. Zudem führt die anpassbare Produktionsmenge zu einer Verringerung von Überproduktion und unnötiger Lagerhaltung.
Kostenfreie Projekte und Workshops
Die Anpassung der Produktionskonzeption und des Materialeinsatzes in die 3D-Druckindustrie verspricht nicht nur eine höhere Effizienz, sondern auch einen bedeutenden Schritt in Richtung zukunftsweisender und nachhaltiger Fertigungsprozesse. Gerne wollen wir als „Institut für Polymer- und Produktionstechnologien“ über diese und viele weitere spannende Innovationen im Bereich der additiven Fertigung mit Ihnen im Rahmen von individuellen Workshops diskutieren! Die Teilnahme ist kostenfrei und soll explizit kleinen und mittleren Unternehmen helfen, neue Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung zu erkennen und umsetzen zu können. Tauchen Sie ein in die vielversprechende Zukunft des 3D-Drucks und erfahren Sie in kommenden NEWS-Beiträgen mehr über unsere Kompetenzen im Bereich der Additiven Fertigung und Materialentwicklung sowie über die neusten Entwicklungen und Technologien im FDM-Prozess.
Offen für alle Branchen. Kostenfreie Teilnahme!
Workshops: Additive Fertigungsverfahren – Basic
Additive Fertigungsverfahren – Advanced
NextGen FDM-Technologien
Ort: Institut für Polymer- und Produktionstechnologien e.V.
Alter Holzhafen 19, 23966 Wismar
Bei Interesse melden Sie sich gerne bei uns:
Claudia Kremp: kremp@ipt-wismar.de
Bildquelle: adobestock/arhendrix