Studie vergleicht additive und konventionelle Fertigung

Kostenlose Veröffentlichung des VDI Zentrum Ressourceneffizienz

Wie ressourcenschonend ist 3D-Druck? Dieser Frage geht das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) in einer aktuellen Studie mit dem Titel „Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands: Additive Fertigungsverfahren in der industriellen Produktion“ nach.

Die Studie ist kostenlos im Netz verfügbar. Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH

Die Antwort lautet: Das hängt vom Produkt ab. Additive Fertigung gilt als schneller und kostengünstiger, weil sie weniger Ausschuss produziert und weniger Abfall entsteht. Die Studie untersucht, ob das stimmt.

Die Forscher haben die Herstellung einer Dämpfergabel für einen Pkw untersucht, die in einer mittelgroßen Serienproduktion gefertigt wird. Erst einmal haben sie die Struktur des Bauteils, das additiv gefertigt werden soll, optimiert, sodass weniger Material für ein geringeres Volumen benötigt wird.

Eine Dämpfergabel besteht konventionell aus einer gesenkgeschmiedeten Alumimiun-Gusslegierung und wiegt 1,3 Kilogramm. Bislang sind diese Arbeitsschritte notwendig: Gießen, Gesenkschmieden, Entgraten, Wärmebehandeln und Fräsen. Für die additive Fertigung wählten die Forscher das Laser Beam Melting (LBM). Dabei werden zwei Aluminiumpulver lokal geschmolzen und schichtweise auf eine Grundplatte aufgetragen.

Im Ergebnis verbrauchte der 3D-Druck mehr Energie, mehr Rohstoffe, mehr Wasser und mehr Fläche als die konventionelle Produktion. Zudem wurden mehr Treibhausgase ausgestoßen. Auch Material- und Betriebskosten waren deutlich höher. Es ist allerdings künftig mit technischen Verbesserungen zu rechnen, die Umweltbelastungen und Kosten deutlich reduzieren werden. Die Studie prognostiziert, dass additive Verfahren die konventionellen Verfahren in Zukunft ergänzen werden.

Die Ergebnisse der Studie „Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands: Additive Fertigungsverfahren in der industriellen Produktion“ stehen kostenfrei auf der Website des VDI ZRE zur Verfügung.

www.ressource-deutschland.de/publikationen/studien/