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16-09-2019 | Additive Fertigung | Infografik | Article

Additive und konventionelle Fertigung im Vergleich

Author:
Dieter Beste
1:30 min reading time

Eine vergleichende ökologische sowie ökonomische Bewertung eines additiv sowie eines konventionell hergestellten Bauteils zeigt: Ob 3D-Druck ressourceneffizienter als konventionelle Fertigung ist, hängt vom Produkt ab.

Additive Fertigungsverfahren haben den Ruf, schneller und kostengünstiger zu sein, als konventionelle, weil weniger Ausschuss produziert wird und bei der Herstellung weniger Abfall anfällt. Das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) hat jetzt in einer Studie den Ressourcenverbrauch eines additiven Fertigungsverfahrens mit einem konventionellen Fertigungsverfahren verglichen. Produziert wurde eine Dämpfergabel für einen Pkw. Konventionell besteht diese aus einer gesenkgeschmiedeten Aluminium-Gusslegierung und wiegt 1,3 Kilogramm. Die Herstellung umfasst die Produktionsschritte Gießen, Gesenkschmieden, Entgraten, Wärmebehandeln und Fräsen. Bei der additiven Fertigung kam das Laser Beam Melting (LBM) zum Einsatz. Bei diesem selektiven Laserschmelzen wurden zwei verschiedene Aluminiumpulver lokal geschmolzen und Schicht für Schicht auf einer Grundplatte aufgebracht. 

Im betrachteten Fall habe sich gezeigt, so die Autoren der Studie, dass beim 3D-Druck mehr Energie, mehr Rohstoffe, mehr Wasser und mehr Fläche verbraucht wurden als bei der konventionellen Produktion. Auch die Treibhausgasemissionen stiegen an. Zudem seien die Material- und Betriebskosten wesentlich höher. Diese Effekte sind laut Studie vor allem auf den hohen elektrischen Grundverbrauch der LBM-Anlage sowie auf deren Pulver- und Wartungskosten zurückzuführen. Technische Verbesserungen an der LBM-Anlage, mit denen in Zukunft fest zu rechnen ist, würden die Umweltauswirkungen und die Kosten stark reduzieren. Der Abstand zwischen konventioneller und additiver Fertigung werde sich somit hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz mittelfristig verringern. Metallische Werkstücke würden in Zukunft sehr wahrscheinlich weder ausschließlich auf konventionellem Wege noch ausschließlich additiv gefertigt. Stattdessen würden die 3D-Druckverfahren die herkömmlichen Methoden ergänzen.

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