4 Wege, wie die additive Fertigung eine umweltfreundlichere Industrie schafft

Von Lou Rassey, CEO, Fast Radius

Eine neue Reihe von Tools hat einen transformativen Einfluss darauf, wie neue Produkte auf die Welt gebracht werden können. Fertigungsunternehmen an der Spitze von Industrie 4.0 stellen nicht nur revolutionäre Produkte her und bringen sie schneller auf den Markt. Sie verursachen auch weniger Auswirkungen auf die Umwelt und entfernen sich von alten, kohlenstoffintensiven Herstellungsprozessen.

Nehmen Sie die Husqvarna Group. Als das Unternehmen sein 300-jähriges Erbe in der Herstellung von Outdoor-Stromversorgungsprodukten zu Fast Radius brachte, versuchte es, Teile zu identifizieren, die durch additive Fertigung effizienter und nachhaltiger hergestellt werden könnten. Dies war ein mutiger Schritt für einen etablierten Branchenführer, aber das schwedische Unternehmen war entschlossen, die Art und Weise, wie die Dinge schon immer gemacht wurden, zu erneuern. Der Erfolg dieses Sondierungsprojekts hat dem Unternehmen eine wertvolle Gelegenheit geschaffen, sich für die Reduzierung seines CO2-Fußabdrucks einzusetzen – ein wichtiger Bestandteil seines 2016 eingeführten Nachhaltigkeitsprogramms Sustanovate.

Zu Ehren des 49. Earth Day ist es ein guter Zeitpunkt, innezuhalten und eine Bilanz der heutigen Fertigungsindustrie zu ziehen und zu sehen, wie die additive Fertigung bereit ist, ihre Beziehung zur ökologischen Nachhaltigkeit zu verändern.

Die Fertigungstrends, die Unternehmen zur digitalen Fertigung treiben

Um zu verstehen, warum die additive Fertigung in diesem Moment eine so entscheidende Technologie ist, müssen Sie zunächst die wichtigsten Kräfte erfassen, die weltweit in der Fertigungsindustrie im Spiel sind.

Mit 1 Milliarde neuen Menschen, die in den nächsten zehn Jahren in die konsumierenden Klassen eintreten, einer zusätzlichen Konsumnachfrage von 30 Billionen US-Dollar und einem Großteil dieses Wachstums in verstreuten Schwellenländern werden wir eine Verschiebung des Schwerpunkts der globalen Fertigung erleben. Dies wird zu einer tiefgreifenden Beschleunigung der Nachfrage und des Warentransports weltweit führen. Wir sind auch von einer Ära der wirtschaftlichen Liberalisierung in eine Ära übergegangen, in der einige Nationen möglicherweise eine aktive Rolle bei protektionistischen Tendenzen spielen. Die Natur der Globalisierung ändert sich, was sich direkt auf die Lieferkette auswirkt.

Die kombinierte Wirkung dieser Kräfte bedeutet, dass unsere Branche kreativere und effizientere Wege finden muss, um neue Produkte zu entwerfen, herzustellen und zu erfüllen, um die Nachfrage verantwortungsvoll zu befriedigen. Um dies auf intelligente und nachhaltige Weise zu tun, sind ein neuer Ansatz für die Lieferkette und neue Technologien erforderlich, um diesen Ansatz zu erfüllen.

Die Nachhaltigkeitsvorteile der additiven Fertigung

Als menschliche Rasse stehen wir heute sicherlich unserem Anteil an Herausforderungen gegenüber. Aber wir befinden uns auch in einer beispiellosen Zeit in der Geschichte und erleben dank Technologien, die vor wenigen Jahren noch nicht existierten, eine Welle industrieller und informationeller Innovationen. Industrie 4.0-Technologien wie Robotik, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, autonome Mobilität, virtuelle Realität – sie alle beginnen, einen enormen Einfluss auf die Mainstream-Geschäftszweige zu haben.

Die additive Fertigung gehört auf jeden Fall auf die Liste. Wo einst die Idee des 3D-Drucks eine futuristische Anomalie war, ist die additive Fertigung heute für alle Arten von Unternehmen eine relevante Alternative zu traditionellen Herstellungsverfahren und macht Lieferketten erheblich umweltfreundlicher. Uns stehen jetzt Tools zur Verfügung, die nie zuvor mögliche Designergebnisse und Wege ermöglichen, dem erhöhten Verbrauch gerecht zu werden.

In Bezug auf Nachhaltigkeit bringt die additive Fertigung typischerweise vier Vorteile mit sich:

1. Effizienteres Produktdesign

Von Natur aus führt die additive Fertigung zu Produkten, die so konzipiert sind, dass sie weniger Material verbrauchen. Dafür gibt es mehrere Beispiele. Das erste Beispiel sind fortschrittliche digitale Konstruktionswerkzeuge, die neue Konstruktionsmöglichkeiten ermöglichen, wie Gitterstrukturen, die mit weitaus weniger Material eine enorme Festigkeit erzeugen. Zweitens können jetzt dank der additiven Fertigung mehrere Teile oft zu einem zusammengefasst werden, was bedeutet, dass insgesamt weniger Material für die Herstellung dieses Produkts verwendet wird.

2. Effizientere Fertigungsprozesse

Die meisten traditionellen Fertigungstechniken sind subtraktiv, das heißt, es wird ein Materialblock zugeschnitten oder eine Spritzgussform hergestellt und gefüllt. Dabei entsteht Schrott, der teils wiederverwendet werden kann, teils nicht. In jedem Fall, auch um Material zu recyceln, muss es wiederaufbereitet werden. Beim additiven Verfahren hingegen gibt es keine Formen und keinen Abfall, der weggeschnitzt wird. Große Fortschritte wurden auch bei der Möglichkeit gemacht, überschüssiges Material wiederzuverwenden. Zum Beispiel hat HP High Reusability PA 12 eine Wiederverwendungsrate von bis zu 80 Prozent für überschüssiges Pulver. Als Branche setzen wir große Hoffnungen auf weitere Nachhaltigkeitsinnovationen im Materialbereich.

3. Effizientere Lieferketten

Traditionell existierten Lieferketten mit den drei Modalitäten der Logistik:Boden, Luft und See. Die additive Fertigung schafft eine vierte, weitaus effizientere Modalität:die Cloud. In diesem Fall ersetzt die Cloud den physischen Speicher durch ein virtuelles Lager. Die Möglichkeit, bei Bedarf zu drucken, anstatt große Mengen von Teilen oder Produkten auf einmal produzieren und dann lagern zu müssen, trägt zur Reduzierung der Veralterungskosten bei. In naher Zukunft werden Unternehmen Teiledesigns digital hochladen und bei Bedarf in einem globalen Netzwerk drucken, das dem Verbrauchsort am nächsten ist, wodurch die Abhängigkeit von kohlenstoffreichen Transportmethoden verringert wird. Da additive Fertigungsanlagen weltweit repliziert werden, ist es möglich, sich eine Welt vorzustellen, in der die Integration von digitaler und physischer Logistik die zukünftige Lieferkette definiert.

4. Beschleunigte Innovation und Markteinführungszeit

Da die additive Fertigung schließlich eine schnelle Iteration von Ideen ohne die Beschränkungen des Prototypings herkömmlicher Fertigungsmethoden ermöglicht, sind Unternehmen in der Lage, Produkte schneller auf den Markt zu bringen und schneller auf menschliche Bedürfnisse zu reagieren, mit einem weitaus effizienteren Einsatz von Materialien, Prozessen und Menschen.

Ein Blick in die Zukunft der umweltfreundlichen Fertigung

Mit diesen Industrie 4.0-Innovationen in unserer Reichweite können wir uns bald der Herausforderung stellen, eine bessere, effizientere und umweltverträglichere Industrie für zukünftige Generationen zu schaffen. Eine Handvoll fortschrittlicher Fortune-100-Unternehmen sind bereits führend und stellen Teile ihrer Lieferkette auf additive Fertigung um, um leistungsfähigere Produkte zu entwickeln, ihre CO2-Emissionen zu reduzieren und insgesamt flexibler zu werden.

Es gibt noch viel zu tun, um die heutigen ökologischen und globalen Herausforderungen zu bewältigen, aber das Versprechen und Potenzial ist vorhanden. Wenn mehr Führungskräfte und Ingenieure zusammenkommen, um die neuen Tools zu lernen und zu verstehen und sie auf sinnvolle Weise in das Geschäft einzubringen, haben wir die Möglichkeit, die Effizienz in der gesamten Fertigungswirtschaft grundlegend zu verändern.

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