EOS und EADS Innovation Works erstellen Ökobilanz für das direkte Metalllaser-Sintern

EOS, Hersteller von Laser-Sinter-Systemen, hat in Zusammenarbeit mit EADS Innovation Works (IW) eine Studie begonnen, mit der Einsparpotentiale des Direkten Metall Laser-Sinterns (DMLS) im Hinblick auf den Energie- und Rohstoffverbrauch untersucht werden sollen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden dabei helfen, ein neues Angebot an Fertigungstechnologien zu entwickeln, das es ermöglicht, nachhaltigkeitsrelevante Aspekte in Produkte und Fertigungsverfahren zu integrieren.

Dank der Vorteile, die DMLS-Prozesse bieten, besitzt diese Technologie ein enormes Potential, zu einer nachhaltigen Entwicklung in der Fertigung beizutragen. Zu den Vorteilen gehören die Net-Shape-Technologie zur Fertigung gewichtsreduzierter Konstruktionen und der geringe Rohstoffverbrauch.

Eine zuvor von EADS IW durchgeführte Studie ergab, dass der Energieverbrauch, auch wenn er in der Herstellungssphase nicht mit konventionellen Fertigungsverfahren vergleichbar ist, während der Nutzungssphase der Luftfahrt-Komponenten signifikant reduziert werden konnte. Die DMLS-Technologie eröffnet also Möglichkeiten der Konstruktionsoptimierung, die wiederum zur Gewichtsreduzierung von Bauteilen und so auch zur Verringerung von Treibstoff- und CO2-Emissionen führen.

Parallel untersuchte EOS den CO2-Fußabdruck für ein Kilogramm gesintertes Material. Die Ergebnisse bestätigten die der EADS IW-Studie, da auch sie zeigten, dass die größten Auswirkungen auf die Verringerung der CO2-Emissionen und des Energieverbrauchs während der Nutzungssphase der lasergesinterten Bauteile zu verzeichnen waren. Ferner ging aus der Studie hervor, welches die wichtigsten Treiber für den Energieverbrauch entlang der B2B-Wertschöpfungskette sind: sie finden sich insbesondere im Bereich der Rohstoffversorgung und des Einsatzes von Kühlsystemen. Nach Abgleich der jeweiligen Untersuchungsergebnisse entschieden EADS IW und EOS dann, gemeinsam eine Umweltstudie durchzuführen.

Luft- und Raumfahrttechnologien durchlaufen in der Regel einen neunstufigen TRL-Prozess (TRL = Technology Readiness Level), bevor eine Technologie zum Qualifizierungsprozess zugelassen wird. Für jede TRL-Bewertung wird die Entwicklung des Reifegrades einer Technologie in folgenden Bereichen untersucht: Leistung, Entwicklung, Fertigung und Betriebsbereitschaft; doch auch Werte, Risiken und Nachhaltigkeits-/Umweltaspekte werden berücksichtigt. Das letztgenannte Kriterium ist neu und ergibt sich aus der Vision des EADS-Konzerns, Umwelt-Effizienz zu erreichen. Eine gemeinsame Studie zur Untersuchung dieses Kriteriums ergab daher absolut Sinn.

Im Anschluss an die ursprünglich durchgeführten Untersuchungen werden EADS IW und EOS nun eine vollständige Ökobilanz (Life Cycle Assessment, LCA) erstellen, für die der Energie- und Materialverbrauch, die CO2-Emissionen und die Verwendung gefährlicher Stoffe untersucht werden. Ziel ist es, auf dieser Basis optimierte Konstruktions-Maßstäbe zum Einsatz auf der nächsten Generation der EOSINT M 280 Metall Laser-Sinteranlage zu entwickeln. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse der Studie nicht nur Verbesserungen bei der Nachhaltigkeitsbewertung der Bauteile, sondern auch bei deren Fertigungsverfahren erkennen lassen.

Adrian Keppler (Bild rechts), Leiter für Strategie und Geschäftsentwicklung bei EOS, betont: „Es gibt innerhalb der Gesellschaft einen Konsens, dass Unternehmen ihrer Verantwortung gegenüber der Umwelt und den natürlichen Ressourcen gerecht werden müssen. Nachhaltigkeit ist daher einer der Eckpfeiler der EOS-Unternehmensstrategie. Unsere Technologie kann unseren Kunden, wie beispielsweise EADS IW, dank der Gestaltungs- und Innovationsfreiheit, des reduzierten Energieverbrauchs und der verringerten CO2-Emissionen dabei helfen, ihre Umweltleistung zu verbessern. Gleichzeitig ermöglicht die DMLS-Technologie die Konstruktion von Leichtbau-Komponenten und führt dank der On-Demand-Fertigung zu einem reduzierten Materialverbrauch und geringeren Transportemissionen.“

Cyrille Peignot (Bild links), Nachhaltigkeitsingenieur bei EADS IW, fügt hinzu. „Als Unternehmen gestalten wir die Zukunft der Luft- und Raumfahrt. Doch um unserer Verantwortung gerecht zu werden, müssen wir die aktuellen Herausforderungen lösen, wie etwa den Zugang zu und die Verfügbarkeit von Ressourcen sowie das Problem der Flugzeugemissionen. EOS ist einer unserer Lieferanten im Bereich Additiver Schichtbauverfahren (Additive Layer Manufacturing, ALM). Ihre Technologie ermöglicht es uns, interne Einsparungspotentiale zu ermitteln. In Verbindung mit einer optimierten Topologie kann die ALM-Technik nicht nur zur Gewichtsreduktion, und so auch zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs führen, sondern auch, was noch viel wichtiger ist, zur Einsparung des Rohstoffverbrauchs beitragen, was häufig ein signifikanter Kostenfaktor für Hersteller ist. Wir konnten im Rahmen der Fallstudie bereits ein Bauteil umgestalten, um unsere Ziele zu erreichen: Verwendung geringerer Ressourcen während des Fertigungsprozesses bei fast vollständiger Vermeidung von Abfall sowie signifikante Verringerung der Energiekosten. All dies sind Schlüsselfaktoren, die bei der Verbesserung der Nachhaltigkeitsbewertung von Flugzeugen und deren Fertigungsverfahren von Bedeutung sind.“

Die gemeinsame Fallstudie von EOS und EADS IW wird den Rest des Jahres in Anspruch nehmen; genauere Ergebnisse werden Ende 2011 bekannt gegeben.