7 Wege, wie AM die Nachhaltigkeit fördert
Wie kann Ihr Unternehmen Nachhaltigkeit von einer Idee in die Realität umsetzen?
Die Antwort liegt in additive Fertigungoder 3D-Druck. Diese Fertigungstechnologien bieten neue Möglichkeiten zur Bewältigung von Umweltproblemen und halten die Unternehmen auf dem neuesten Stand der Technik.
Für Unternehmensleiter und Ingenieure gleichermaßen ist das Verständnis für die Überschneidung von Innovation und Nachhaltigkeit von Konzepten mehr als nur eine Chance - es ist eine Notwendigkeit. Die Nachhaltigkeitsvorteile der additiven Fertigung, wie die Verringerung des Materialabfalls und des Energieverbrauchs, sind für einen ganzheitlichen Ansatz der Nachhaltigkeit von entscheidender Bedeutung.
Die ökologischen Herausforderungen der traditionellen und nachhaltigen Produktion
Traditionelle Herstellungsverfahren haben uns jahrhundertelang gute Dienste geleistet und werden dies auch weiterhin tun, wenn man bedenkt, wie effizient sie für die Produktion großer Mengen sind.
Diese konventionellen Herstellungsverfahren sind jedoch mit einer Reihe von Umweltproblemen verbunden. Der hohe Energieverbrauch, das umfangreiche Abfallaufkommen und die Treibhausgasemissionen, die mit diesen Methoden verbunden sind, tragen erheblich zur gesamten CO2-Bilanz eines Produkts bei. Der hohe Energieverbrauch, das umfangreiche Abfallaufkommen und die Treibhausgasemissionen, die mit diesen Methoden verbunden sind, stellen ein wachsendes Problem in unserem Streben nach Nachhaltigkeit dar.
Da Unternehmen bestrebt sind, ihren ökologischen Fußabdruck zu minimieren, erweist sich die additive Fertigung als eine praktikable und nützliche Lösung. Hier erfahren Sie, wie die additive Fertigung zur Nachhaltigkeit beiträgt und die Umweltauswirkungen verringert.
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Grund 1: Abfallvermeidung
Der erste große Vorteil der additiven Fertigung liegt in der Art der Herstellung: Es handelt sich um einen Aufbauprozess und nicht um einen Aushöhlungsprozess, wodurch der Materialabfall erheblich reduziert wird. Bei herkömmlichen Verfahren wird oft Material weggeschnitten, um ein Endprodukt zu formen, was zu einer erheblichen Menge an Abfall führt.
Das übrig gebliebene Pulver aus der Laser-Pulverbett-Fusion Technologie kann oft wiederverwendet werden.
Im Gegensatz dazu werden bei der additiven Fertigung Produkte Schicht für Schicht aufgebaut, wobei nur das benötigte Material verwendet wird. Das bedeutet weniger Rohstoffverbrauch und minimale Abfallproduktion. Überschüssiges Pulver kann oft für das nächste Projekt wiederverwendet werden, was die additive Fertigung unglaublich nachhaltig macht.
Grund 2: Energieeffizienz in der additiven Fertigung
Herkömmliche Herstellungsverfahren, insbesondere das Gießen oder die maschinelle Bearbeitung, können energieintensiv sein, was zu einem höheren Energieverbrauch führt.
Umgekehrt sind die additiven Fertigungsverfahren von Natur aus energieeffizienter. Im Vergleich zur traditionellen Fertigung wird bei der additiven Fertigung 25% weniger Energie verbraucht. In der Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie wird durch die Herstellung von Leichtbaukomponenten mittels additiver Fertigung der Treibstoffverbrauch erheblich gesenkt, was letztlich die Umweltauswirkungen während der Betriebsphase des Produkts verringert.
Die Schönheit der additiven Fertigung liegt nicht nur in ihrer Präzision, sondern auch in ihrer Fähigkeit, unser Verständnis von Energieeffizienz in der Fertigung neu zu gestalten.
Grund 3: Die materielle Welt ist nachhaltig
Die additive Fertigung treibt die Innovation im Bereich der nachhaltigen Materialien voran, indem sie die mit der Materialherstellung verbundenen Umweltauswirkungen angeht. Diese Fertigungsmethode hat das Potenzial für die Verwendung biologisch abbaubarer und recycelter Materialien erschlossen und optimiert die Verwendung von Rohstoffen, um Abfall und Energieverbrauch zu reduzieren.
So erforschen Unternehmen jetzt die Verwendung biologisch abbaubarer Thermoplaste, die aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen werden.
Grund 4: Eine neue Ära des effizienten Designs
Die additive Fertigung ermöglicht ein Maß an Designfreiheit, das bisher unvorstellbar war. Herkömmliche Fertigungsmethoden sind mit Einschränkungen verbunden - Hinterschneidungen sind schwierig, hohle Strukturen können unmöglich sein, und komplexe Innengeometrien sind ein Alptraum für die Hersteller.
Das Verständnis der Prozesskette der additiven Fertigung ist entscheidend für effizientes Design und Nachhaltigkeit. Durch die Bewertung des gesamten Prozesses, einschließlich der Materialien und Methoden, lassen sich die potenziellen Vor- und Nachteile im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren beurteilen.
Mit der additiven Fertigung sind diese Beschränkungen kein Thema mehr. Sie können Strukturen schaffen, die für die Funktion und nicht für die Form optimiert sind, und Material einsparen, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen.
Ein gutes Beispiel ist Siemens Energiedie mit Hilfe der additiven Fertigung eine neue Generation von Turbinen entwickelt hat. Mit neuen 3D-gedruckten Entwürfen haben sie Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 30%.
Grund 5: Lokalisierung der On-Demand-Produktion
Die nachhaltige Fertigung rückt das Konzept der lokalen Produktion wieder ins Rampenlicht. Durch den Einsatz von Technologien wie dem 3D-Druck können Unternehmen Waren auf Abruf und näher am Endverbraucher herstellen. Dadurch wird der Bedarf an Langstreckentransporten und den damit verbundenen Treibhausgasemissionen minimiert.
Darüber hinaus schafft die lokalisierte Produktion widerstandsfähigere Lieferketten. Durch die Verringerung der Abhängigkeit von weit entfernten Herstellern können Unternehmen globale Störungen effizienter bewältigen, was eine weitere Ebene zum Nachhaltigkeit der additiven Fertigung.
Grund 6: Verlängerung der Produktlebensdauer
Die additive Fertigung bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Lebensdauer von Produkten zu verlängern. Wenn ein Teil ausfällt, kann man ein neues Teil drucken, anstatt ein ganzes Produkt zu ersetzen. Dies verringert die Abfallmenge und trägt zu einer Kreislaufwirtschaft bei, in der Ressourcen so lange wie möglich genutzt werden.
Unternehmen aus verschiedenen Branchen nutzen dieses Potenzial. Die Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie beispielsweise nutzt die additive Fertigung zur Herstellung von Ersatzteilen, deren Leistung im Vergleich zu den Originalteilen oft verbessert wird.
Grund 7: Abbau von Überproduktion und Lagerbestandsverlusten
Die additive Fertigung passt natürlich zu einem schlanken Fertigungskonzept. Da die Teile auf Bestellung gefertigt werden, können Unternehmen Überproduktionen effektiv vermeiden. Es besteht keine Notwendigkeit, große Mengen von Produkten oder Komponenten im Voraus zu fertigen, was die Notwendigkeit der Lagerhaltung und die damit verbundenen Kosten und den Ressourcenverbrauch reduziert.
Dieser auftragsbezogene Ansatz minimiert den Lagerabfall, ein häufiges Problem bei der herkömmlichen Fertigung, bei der überschüssige Produkte oft auf Mülldeponien landen oder verbrannt werden. Da nur das produziert wird, was benötigt wird, wenn es benötigt wird, trägt die additive Fertigung zu einer effizienteren Ressourcennutzung bei und unterstreicht damit ihre Nachhaltigkeitsqualitäten.
Additive Fertigung - ein Weg zur Nachhaltigkeit
Die additive Fertigung bietet die Möglichkeit, die Art und Weise, wie wir produzieren, konsumieren und über Produkte denken, neu zu gestalten.
Die Vorteile der additiven Fertigung reichen von der Reduzierung des Abfalls und des Energieverbrauchs bis hin zur Förderung der lokalen Produktion und der Ressourceneffizienz und gehen über die Rentabilität des Unternehmens hinaus.
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