Steinwurf!

Warum nicht jedes eingesparte Gramm ein Beitrag zur Grand Challenge ist

Ein Plädoyer für ganzheitliche Nachhaltigkeit und Additive Manufacturing

Leichtbau ist ohne Frage eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Nicht nur für Flugzeuge, Fahrzeuge oder hochpräzise Werkzeuge sind gewichtseinsparende und gleichzeitig hochstabile Strukturen ein Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs und damit von hoher Relevanz. Schließlich trägt jedes erfolgreich vermiedene Gramm an Gewicht einen Lösungsbeitrag zu einer der „Grand Challenges“ unserer Generation bei: der Nachhaltigkeit von Produkten. Und neben einer altruistischen Motivation ermöglichen produktbezogene Nachhaltigkeitsansätze industriellen Unternehmen, ihre Produkte anhand ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte zu gestalten und sich dadurch am Markt zu differenzieren.

Doch unter dem Blickwinkel der ganzheitlichen Betrachtung von Ökologie, Ökonomie und Sozialem muss die Freude über das ein oder andere eingesparte Gramm gelegentlich wieder relativiert werden. Denn so manche der aktuell diskutierten Leichtbau-Technologien müssen unter den Aspekten der Umweltverträglichkeit von Werkstoffen oder der ökonomischen Rahmenbedingungen durchaus kritisch hinterfragt werden. Daneben stellt sich die Frage, welche Technologien, die allen Aspekten der ganzheitlichen Nachhaltigkeitssicht entsprechen, die notwendige Reife haben, um in naher Zukunft durch eine weite Verbreitung zu einer wahrnehmbaren Verbesserung der Nachhaltigkeit beizutragen.

Eine Einschätzung ist hierbei, dass Additive Manufacturing (AdM) bereits heute in allen Belangen der Nachhaltigkeit vielversprechende Fortschritte bringen kann und damit ein großes Potenzial hat. Additive Fertigungsverfahren schaffen die Möglichkeit, erhebliche Potenziale des Leichtbaus auszuschöpfen. Durch den additiven Aufbau von Bauteilen bieten diese, umgangssprachlich auch als 3D-Druck bezeichneten Fertigungstechnologien die Möglichkeit, Strukturen zu schaffen, die bisher fertigungstechnisch nicht möglich waren. Ein Beispiel dafür sind wabenartige Strukturen oder ein homogener Verlauf von verschiedenen Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dabei wird der Rohstoffeinsatz auf ein Minimum reduziert. Durch diese Reduktion werden zudem zusätzliche Ziele der Ressourceneffizienz und damit der Ökologie erreicht.

Additive Manufacturing ist sehr facettenreich, das macht es so revolutionär. Eigenschaften, wie die Möglichkeiten einer Individualisierung bis hin zur Losgröße 1, bei der der Kunde mitwirken kann (Co-Creation), oder der Funktionsintegration, die bisher kaum mögliche Formen und Funktionen erlaubt, können einfach umgesetzt werden. Außerdem bietet AdM die Chance einer Unabhängigkeit von Ort und Zeit der Herstellung. Diese und weitere Potenziale unterscheiden AdM von anderen Technologien im Leichtbau und machen AdM somit branchenübergreifend zu mehr als nur einer neuen Technologie in der Fertigung. Es hat Einfluss auf die gesamte Wertschöpfungskette und verändert diese. Zudem können mit relativ geringem Investment viele unterschiedliche Teile produziert werden, was zu einer weitreichenden Marktdurchdringung führt. Auch die Wirtschaftlichkeit der additiven Verfahren wird durch die ständigen technologischen Verbesserungen zunehmend gesteigert. Durch all diese Eigenschaften trägt Additive Manufacturing zur ökonomischen Nachhaltigkeit bei.

Auch soziale Aspekte der Nachhaltigkeit sind durch Additive Manufacturing gegeben. Unter anderem steht Additive Manufacturing einer breiten Bevölkerungsschicht durch die Co-Creation zwischen Kunde und Unternehmen zur Verfügung. Mit Blick auf Entwicklungsländer ohne große industrielle Infrastruktur, z.B. in Afrika, kann Additive Manufacturing mit moderatem Investment und ohne große Fabriken und Mitarbeiter- Kompetenzen einer breiten Bevölkerung zugänglich gemacht werden. Additive Manufacturing ist damit mehr als eine für den Leichtbau geeignete Technologie. Aus der ganzheitlichen Sicht betrachtet, zeigt sich bei allen Aspekten ein großes Potenzial. Das veranschaulicht, dass Additive Manufacturing bereits heute eine große Relevanz besitzt, die in Zukunft noch zunehmen wird. Aus diesem Grund wird am Ferdinand- Steinbeis-Institut der Steinbeis-Stiftung der Einsatz von AdM im industriellen Kontext in einem transferorientierten Forschungsfeld vorangetrieben.

Kontakt

Der Autor ist MBE-Student an der Steinbeis-Hochschule Berlin.

Simon Hiller
Ferdinand-Steinbeis-Institut der Steinbeis-Stiftung (Stuttgart)
simon.hiller@steinbeis.de

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