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Mit Ressourceneffizienz ist gemäß VDI-Richtlinie 4800 (Blatt 1) das Verhältnis eines bestimmten Nutzens oder Ergebnisses zum dafür nötigen Ressourceneinsatz gemeint.* VDI 4800 Blatt 2:2018-03: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressour-ceneffizienz – Bewertung des Rohstoffaufwandes, Beuth Verlag GmbH, Berlin. Fertigungsverfahren sind demnach ressourceneffizient, wenn Materialien beziehungsweise Energie bei der Herstellung von Objekten eingespart werden können oder der generierte Nutzen im Verhältnis zum Einsatz gesteigert werden kann.
Additive Fertigungsverfahren sind Herstellungstechnologien, bei denen Objekte schichtweise aufgebaut werden, indem Material schrittweise hinzugefügt wird. Der große Vorteil additiver Fertigungstechnologien ist die Möglichkeit, komplexe geometrische Formen mit hoher Genauigkeit herzustellen, die mit traditionellen Verfahren nicht beziehungsweise nur schwer umsetzbar wären. Damit verfügt eine additive Fertigung beispielsweise über das Potenzial, einen bestimmten Nutzen mit weniger Ressourceneinsatz zu gewährleisten. Vor allem im Bereich der Kleinserienfertigung gibt es dabei Potenziale, Bauteile mit einem geringeren Materialeinsatz herzustellen oder die Nutzungsdauer durch präzisere und ökonomisch umsetzbarere Reparierkonzepte zu erhöhen. Zudem kommen Materialien wie Kunststoffe oder Metalle zum Einsatz, die durch bereits etablierte Stoffkreisläufe und potenzielle Recyclingverfahren ebenfalls einen positiven Beitrag zur Ressourceneffizienz beziehungsweise zum Umweltschutz leisten können. Gleichwohl gibt es hinsichtlich der Ressourceneffizienz Herausforderungen. Insbesondere der hohe Energieaufwand je gefertigtem Bauteil sowie komplexe und damit schwer reparierbare Geometrien können sich negativ auswirken und sollten deshalb bedacht werden.
Wie deshalb die Umsetzung einer ressourceneffizienten additiven Fertigung vom Produktdesign über die Produktion bis hin zu effizienten Geschäftsmodellen aussehen kann und welche Innovationen es auf dem Gebiet gibt, wird in diesem Kurs ausführlicher betrachtet.
Zuverlässige Aussagen über die neuesten Technologien in der additiven Fertigung sowie deren Klassifizierung sind mit gewissen Herausforderungen verbunden. Gründe hierfür sind die hohe Entwicklungsdynamik und eine daraus resultierende Vielzahl an neuen Verfahren sowie Technologien innerhalb sehr kurzer Zeit.
© Eigene Darstellung auf Basis von Ampower (2022): Additive Manufacturing Report [online][abgerufen am: 21.03.2023], verfügbar unter: https://additive-manufacturing-report.com/ und Research Nester (2022): Globale Marktgröße und Trendhighlights im Zietraum 2023 -2035 [online][abgerufen am: 14.03.2024], verfügbar unter: https://www.researchnester.com/de/reports/additive-manufacturing-market/5009
Aufgrund der hohen Innovationsdynamik ist die technologische Vielfalt in der additiven Fertigung hoch. Normen wie die DIN EN ISO/ASTM 52900 sowie die VDI Richtlinie 3405 („Additive Fertigungsverfahren - Grundlagen, Begriffe, Verfahrensbeschreibungen“) helfen dabei, einen allgemeinen Überblick über die Fertigungsverfahren zu erhalten.
Die hohe Innovationsdynamik führt außerdem dazu, dass Normen und Standards für eine aktuelle Übersicht nicht ausreichen, da diese meist mehrere Jahre für ihre Erstellung benötigen. Weiterführende und aktuelle Informationen können beispielsweise über folgende Portale abgerufen werden: