Ökobilanzierung in der additiven Fertigung - Laser- vs. Elektronenstrahl

Die additive Fertigung gewinnt für industrielle Anwendungen zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang sind Verfahren der Directed Energy Deposition (DED) besonders gefragt, um hohe Aufbauraten zu erreichen. Neben den bekannten laserstrahlbasierten Verfahren hat auch der Elektronenstrahl die industrielle Marktreife erreicht. Das Wire Electron Beam Additive Manufacturing bietet zum Beispiel Vorteile bei der Verarbeitung von Kupferwerkstoffen. In der Literatur wird die höhere Energieeffizienz und die daraus resultierende Verbesserung der CO2-Bilanz des Elektronenstrahls hervorgehoben. Es fehlt jedoch an praktischen Studien mit Messdaten, um das Potenzial der Technologie zu quantifizieren. In dieser Arbeit wird eine vergleichende Ökobilanz zwischen der additiven Fertigung mit Draht und Elektronenstrahl (DED-EB) und der additiven Fertigung mit Laserstrahl und Pulver (DED-LB) durchgeführt. Dazu werden die Ressourcen für die Herstellung ermittelt, ein Testbauteil mit beiden Verfahren hergestellt und der gesamte Energieverbrauch gemessen. Die Umweltauswirkungen werden dann mit den Faktoren Treibhauspotenzial (GWP100), Ozonbildungspotenzial (POCP), Versauerungspotenzial (AP), Eutrophierungspotenzial (EP) abgeschätzt. Es zeigt sich, dass das Wire Electron Beam Additive Manufacturing durch einen deutlich geringeren Energiebedarf gekennzeichnet ist. Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung von Draht eine größere Ressourceneffizienz, was zu insgesamt besseren Ökobilanzergebnissen führt.