3D-Druck
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Einfach Drucken: 3D-Druck und nachhaltige Produktion

 

3D-Druck gilt als eine der relevantesten Innovationen in der industriellen Produktion. Experten haben große Hoffnungen an die neue Technologie: Sie soll völlig neue Designfreiheiten schaffen, Produktion noch schneller, einfacher, und individueller werden lassen und außerdem die Umwelt entlasten. Aber was genau ist eigentlich 3D-Druck, und wie nachhaltig ist das Verfahren wirklich?

Funktionsweise und Anwendung

Der Begriff 3D-Druck bezeichnet eine Vielzahl von Druckverfahren, die sich anhand ihrer technischen Prozesse und der eingesetzten Materialien jedoch stark unterscheiden. Allen gemeinsam ist, dass mit der Hilfe von Computern entworfene dreidimensionale, virtuelle Modelle direkt hergestellt werden können. Der Anwendungsbereich der Technologie ist breit gefächert und erstreckt sich über viele verschiedene Branchen. Am weitesten verbreitet sind 3D-Druckverfahren zurzeit in der Konsumgüterindustrie (26%), der Medizinischen Industrie (15%) und der Luft- und Raumfahrindustrie (11%). Nach der erfolgreichen Erzeugung eines Mini-Herzens aus menschlichem Gewebe in Israel erhielt die Technologie auch medial große Aufmerksamkeit.

Umweltfreundlich produzieren

Immer mehr Experten sind der Meinung, dass 3D-Druckverfahren maßgeblich zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Wirtschaft beitragen können. So soll der innovative Herstellungsprozess kaum Abfall generieren, da der Drucker nur tatsächlich benötigtes Rohmaterial verarbeite. Besonders für Leichtbaustrukturen, wie zum Beispiel Flugzeugersatzteile, werde durch optimierte Strukturen bei gleicher oder höherer Qualität weniger Material benötigt. Das geringere Gewicht senkt daraufhin den Energiebedarf in der Nutzungsphase, beispielsweise durch Reduzierung des Treibstoffverbrauchs. Auch während der Produktion soll mit 3D-Druckverfahren Energie gespart werden: Schließlich werden weder zusätzliche Maschinen benötigt, noch müssen Zwischenprodukte in langen globalen Herstellungsketten hin und her transportiert oder teuer zwischengelagert werden. Die genannten Vorteile führen auf vielen Seiten zur Euphorie – aber ist das zu vorschnell? Studien vom Bundesumweltamt und dem Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) mahnen zur Vorsicht: Denn 3D-Druck bedeutet nicht zwingend weniger Umweltbelastung.

Bedenken und Unklarheiten

„Zu kurz gedacht“, meinen einige Forscher zu den großen Hoffnungen für die Umwelt, die andere mit dem 3D-Druck verbinden. In Bezug auf den Energieaufwand pro Produktionseinheit würde das neue Produktionsverfahren beispielsweise noch schlechter abschneiden als herkömmliche Methoden, stellt eine Studie des IÖW fest. Grund zur Sorge bietet auch die Möglichkeit von falsch eingestellten Maschinen: Unter Umständen können Fehlprogrammierungen zu ganzen Ladungen von unbrauchbaren Produkten führen, die anschließend entsorgt werden müssen. Gerade weil die Herstellung mit 3D-Druckern verhältnismäßig einfach ist, muss verstärkt darauf geachtet werden, dass – vor allem durch die zunehmende Nutzung von Privatpersonen und kleineren Unternehmen – keine Mehrproduktion entsteht. Unsicherheit besteht zudem über die Recyclebarkeit der verwendeten Materialien. Fest steht: 3D-Drucktechnologien können potenziell zu einer Entlastung der Umwelt führen. Dafür müssen mittel- und langfristige Chancen wie Risiken genauer erforscht und umweltpolitisch auf ihre Nutzung bzw. Vermeidung hingearbeitet werden.

Blick in die Zukunft

3D-Drucktechnologien sind aktuell auf dem Vormarsch. So kommen Werkzeuge und Ersatzteile bereits in jedem dritten Industrieunternehmen in Deutschland aus dem 3D-Drucker. Darüber hinaus erschließen viele Unternehmen neue Nutzungsfelder: Zum Beispiel das Schweizer Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung (IWK). Das IWK nutzt die harte Schale abgelegter Skischuhe als „Tinte“ des 3D-Druckers. Nachdem das Material zunächst geschreddert und geschmelzt wurde, wird es dann weiter zu Kunststoffgranulat verarbeitet. Aus dem Granulat werden im Druck dann zu 100% recycelte Skischuhe hergestellt. Sogar auf der Internationalen Raumstation befindet sich inzwischen ein 3D-Drucker. Aktuell nutzt ihn die NASA zum Recycling von Plastik, doch in Zukunft könnte er Vorräte produzieren, um Menschen beispielsweise auf einer Reise zum Mars zu versorgen.

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