3D-Druck Studie untersucht Risiken und Chancen der additiven Fertigung

Redakteur: Stefanie Michel

Die Studie „3D Printing – Risks and Opportunities“ des Öko-Instituts zeigt, dass die Umwelt in der Zukunft durch Materialeinsparungen, bedingt durch materialsparendes Design und ressourceneffiziente Herstellung der Produkte, vom 3D-Druck profitieren kann.

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(Bild: Michel)

Produkte, die mit 3D-Druckern hergestellt werden, können in der Herstellung Ressourcen sparen und Lagerhaltung, Transportkosten und Verpackungen reduzieren. Gleichzeitig werden jedoch heute vor allem Kunststoffe und Metalle in der additiven Fertigung eingesetzt. Durch diese beschränkte Materialwahl und damit dem verstärkten Einsatz bestimmter Rohstoffe besteht die Gefahr, dass Ressourceneinsparungen zunichte gemacht werden. In welchem Umfang künftig Potenziale ausgeschöpft beziehungsweise Risiken für die Umwelt entstehen können, hängt dabei von den Anwendungen ab, für die die Technik genutzt wird.

Dies sind zentrale Erkenntnisse einer Studie, die das Öko-Institut im Auftrag der Fraktion „Die Grünen/Europäische Freie Allianz“ im europäischen Parlament unter Federführung von Reinhard Bütikofer erstellt hat. Die Wissenschaftler liefern mit der Analyse einen Überblick, was die additive Fertigung heute leisten kann, beschreiben potenzielle Einsatzbereiche von 3D-Druckern und analysieren Potenziale und Risiken aus Umweltsicht.

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3D-Druck seht hinsichtlich der Bewertung des Umweltpotenzials noch am Anfang

Die mediale Euphorie über 3D-Druck, also dem computergestützten und schichtweise Zusammenfügen von Materialien zu dreidimensionalen Produkten, ist in den vergangenen Jahren rasant gewachsen. Die Anwendungsbereiche von 3D-Druckern oder der additiven Fertigung reichen von der Herstellung von medizinischen Produkten, Auto- und Flugzeugteilen bis hin zur Produktion von Designerstücken.

„Trotz vieler erster praktischer Anwendungen sehen wir heute, dass die Technik noch in den Kinderschuhen steckt“, fasst Dr. Hartmut Stahl, Experte für Stoffstromanalysen am Öko-Institut und Autor der Studie zusammen. „Gerade bei der Bewertung des Umweltpotenzials für den Klima- und Ressourcenschutz sind noch viele Fragen offen.“ So sind ein geringerer Materialverbrauch sowie Einsparungen beim Energieaufwand prinzipiell denkbar, jedoch nur wenn sie nicht durch gegenläufige Entwicklungen konterkariert werden.

Forschungsbedarf bei Rohstofffragen, Energiebedarf und Abfallmanagement

So kann Holz beispielsweise nicht in 3D-Druckern verarbeitet werden. Würden zur Herstellung von Produkten, die vormals aus Holz oder anderen natürlichen Ressourcen bestanden, nun Kunststoffe eingesetzt, hätte dies nachteilige Auswirkungen auf die Umweltbilanz. Selbst wenn es Energieeinsparungen beim Transport oder der Lagerhaltung konventioneller Erzeugnisse gäbe, könnte der höhere Energiebedarf, der zur Herstellung der Rohstoffe benötigt wird, zu einem insgesamt höheren „Fußabdruck“ führen.

Auch ist es vorstellbar, dass Produkte kürzer genutzt würden, wenn Konsumenten selbst immer wieder neue Varianten „ausdrucken“ könnten. Dies hätte zugleich zur Folge, dass mehr Materialien verbraucht, statt Ressourcen gespart würden. Bei der Entsorgung der Produkte entstünden zudem hohe Anforderungen an das Recycling, insbesondere für komplexere 3D-Produkte, die verschiedene Materialien verbinden.

Dennoch sind künftig Umweltvorteile durch Materialeinsparungen, bedingt durch materialsparendes Design und ressourceneffiziente Herstellung der Produkte, zu erwarten. So können zum Beispiel besonders leichte Fertigungsteile beispielsweise beim Flugzeugbau hergestellt werden. Ihr Einsatz führt dann dazu, dass die Fahr- oder Flugzeuge weniger Treibstoff benötigen. Eine umfassende Bewertung, so die Forscher des Öko-Instituts, ist dringend nötig, um die Vorteile, die die 3D-Drucktechnologie für die Umwelt haben kann, besser beschreiben zu können und die Technologie entsprechend weiterzuentwickeln.

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