Vergleichende Prozesskettenuntersuchung der konventionellen und additiven Fertigung eines Demonstratorbauteils unter umwelttechnischen Aspekten

In der modernen Wirtschaft gewinnt die Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf den CO2-Verbrauch. Der Beitrag untersucht die ökologischen Auswirkungen der konventionellen und additiven Fertigung eines Demonstratorbauteils aus der Titanlegierung Ti6Al4V. Dabei werden drei verschiedene Prozessketten verglichen: die konventionelle Fertigung, das drahtbasierte Directed Energy Deposition (WA-DED) und das pulverbasierte Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). Die Lebenszyklusanalyse (LCA) dient als zentrale Methode zur Bewertung der Nachhaltigkeit, wobei die Rohstoffgewinnung, Produktion, Transport und Nutzung des Bauteils berücksichtigt werden. Die konventionelle Fertigung, die auf Vollformfräsen basiert, zeigt hohe Abfallmengen und Energieverbräuche, was zu erheblichen CO2-Emissionen führt. Im Gegensatz dazu bieten die additiven Fertigungsverfahren, insbesondere WA-DED, durch gezielten Materialauftrag und geringere Ausschussmengen erhebliche Einsparpotenziale. Die Analyse zeigt, dass die additiven Verfahren den CO2-Ausstoß pro Kilogramm Fertigbauteil um bis zu 50% reduzieren können. Dies entspricht einer potenziellen Einsparung von 11,7 bis 24,3 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Der Beitrag liefert wertvolle Einblicke in die ökologischen Vorteile der additiven Fertigung und bietet eine fundierte Grundlage für zukünftige Nachhaltigkeitsbewertungen in der Fertigungstechnik.