Lebenszyklusanalyse für 3D gedruckte PA11 und PA12 Bauteile

Im Detail

In den letzten 30 Jahren hat sich die additive Fertigung von einer Prototyping-Methode zu einer industriellen Fertigungstechnologie entwickelt, dank gesteigerter Produktivität und Prozessstabilität. Pulverbettbasierte Verfahren wie Selektives Lasersintern (PBF-LB/P) und Highspeed Sintering (PBF-IR/P) ermöglichen die Herstellung von Kunststoffteilen aus thermoplastischen Pulvern (z.B. PA11, PA12, SLS-Gebraucht Pulver) mit Eigenschaften ähnlich dem Spritzguss. Die Vorteile sind höhere Materialeffizienz, leichtere Bauteile und lokale Produktion, welche die Umwelt schonen. Eine umfassende Bilanzierung der Umweltauswirkungen des kunststoffbasierten 3D-Drucks und das Potenzial zur Einsparung von Treibhausgasen fehlen jedoch. Ziel des Projekts ist es, die ökologischen Auswirkungen des kunststoffbasierten 3D-Drucks zu bewerten, um das Einsparpotenzial von Treibhausgasen zu ermitteln und herauszufinden, welche Unternehmen und Produkte davon profitieren können.

Zunächst wird die Prozesskette des ausgewählten 3D-Druckprozesses abgebildet. Anschließend werden relevante konventionelle Verfahren, wie der Spritzguss, identifiziert und deren Prozessketten dargestellt. Danach werden die erforderlichen Daten festgelegt und gesammelt, um die Umweltauswirkungen des pulverbettbasierten 3D-Drucks für Polymere und des konventionellen Verfahrens zu ermitteln. Anschließend werden die potenziellen Treibhausgaseinsparungen berechnet, die durch den Einsatz des 3D-Drucks erzielt werden können. Eine Sensitivitätsanalyse identifiziert wesentliche Einflussfaktoren, die sich auf die Treibhausgaseinsparung auswirken. Abschließend werden Handlungsempfehlungen abgeleitet, um den 3D-Druck gezielt zur Reduktion von Treibhausgasen einzusetzen.

• Modellierung von 3D-Druckprozessen für Polymere und deren Treibhausgasbilanzierung
• Identifikation wesentlicher Stellschrauben zur Optimierung der Umweltwirkungen
• Ableitung eines Vorgehensmodells zur Sicherstellung der Übertragbarkeit auf andere 3D-Druckverfahren

Dieses Projekt bildet die Grundlage für die Modellierung pulverbettbasierter 3D-Druckprozesse für Polymere und ermöglicht eine ganzheitliche Bilanzierung der Treibhausgasemissionen. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Modellierungsgrundlage und Leitfaden für andere 3D-Druckverfahren und Materialien.