Mit Blick auf eine umweltgerechte Fertigung haben additive Fertigungsverfahren an Aufmerksamkeit gewonnen. Sie punkten mit nachhaltigen Vorteilen gegenüber anderen Fertigungstechnologien: Die Gestaltungsfreiheit von 3D-Bauteilen bietet ein enormes Potenzial für die Produktentwicklung und die Verbesserung der Bauteileffizienz und -leistung. Und durch das allen additiven Technologien gemeinsame Prinzip des strukturierten Materialauftrags lassen sich 3D-Druckmaterialien sehr effizient einsetzen. Je bewusster und transparenter der Weg der Nachhaltigkeit am Anfang der additiven Wertschöpfungskette beschritten wird, desto stärker werden sich diese Effekte in der Endanwendung auswirken. Die Materialhersteller tragen eine große Verantwortung, denn das nachhaltige Ergebnis einer Anwendung steht und fällt mit der nachhaltigen Leistungsfähigkeit der eingesetzten Materialien.
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„Nachhaltigkeit ist das Kernelement, um auch in Zukunft erfolgreich zu sein. Wir verstehen Nachhaltigkeit als wichtigen Wachstumstreiber und als Eckpfeiler unseres Produktportfolios, unserer Investitionen und unseres Innovationsmanagements. Nachhaltigkeit ist daher integraler Bestandteil der Strategie von Evonik“, sagt Dr. Dominic Störkle, Leiter des Innovationsfelds Additive Manufacturing bei Evonik. Die Polymerexperten des Chemiekonzerns betrachten das Thema Nachhaltigkeit ganzheitlich und orientieren sich dabei an vier Eckpfeilern: Verbesserung der Wiederverwendungsrate, Reduzierung des CO2-Fußabdrucks, Einsparung fossiler Ressourcen und Recycling.
Neben Faktoren wie der Produktionseffizienz oder der Wiederverwertbarkeit von Materialien umfasst der Nachhaltigkeitsansatz des Spezialchemieunternehmens auch die gesamte Lebenszyklusbewertung von Materialien und deren konsequente Verbesserung. Dabei werden nicht nur der Carbon Footprint, sondern auch andere Faktoren wie Wasserverbrauch und Landnutzung berücksichtigt. Durch den Einsatz von grüner Energie und nachwachsenden oder recycelten Rohstoffen in der Produktion will Evonik die Gesamtökobilanz seiner Materialien verbessern und arbeitet an Möglichkeiten, die Polymere des Konzerns am Ende ihres Lebenszyklus zu entsorgen.
3D-Druck: Zero Waste in der Produktion ist das Ziel
Die ersten neuen PA12-Typen sind bereits auf dem Markt und können wiederverwendet werden, indem nur das für die Teile des vorherigen Auftrags benötigte Pulver ausgetauscht wird. Dadurch können Materialabfälle in der Produktion im Sinne des Zero-Waste-Ansatzes vermieden werden. Neue Pulvermaterialien sollen auch die Wiederverwendbarkeit während des 3D-Druckprozesses erhöhen.
Im Oktober 2023 wurde eine neue Sorte von PA12-Pulvern mit deutlich reduzierten CO2-Emissionen eingeführt. Diese werden die bisherigen Infinam-Polyamid- -Zwölf-Materialien für alle gängigen pulverbasierten 3D-Technologien wie SLS, HSS oder MJF ersetzen. Die neuen, nachhaltigen Infinam PA12-Pulver werden im Chemiepark Marl unter Einsatz erneuerbarer Energien hergestellt. Der TÜV Rheinland hat die entsprechenden Ökobilanzen zertifiziert und bestätigt eine Verbesserung der Klimabilanz um fast 50 %. In der Gesamt-Ökobilanz fällt der Vergleich des nachhaltigen Werkstoffs sogar gegenüber den rizinusölbasiertenPolyamiden der Evonik-eigenen Terra-Reihe positiv aus.
CO2-Fußabdruck reduzieren, fossile Ressourcen schonen
Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen an nachhaltigen PA12-Pulvern, um die Infinam Eco-Produktlinie zu erweitern. „Eco“ steht für das Ziel des Unternehmens, das Treibhausgas Kohlendioxid durch den Einsatz nachwachsender oder kreislauffähiger Rohstoffe über den Massenbilanzansatz zu vermeiden. Dabei werden diese Rohstoffe in bestehende Anlagen und Produktionsprozesse eingemischt und über den gesamten Prozess verfolgt, um sie bestimmten Produkten zuordnen zu können.
Darüber hinaus arbeitet Evonik an End-of-Life-Lösungen für polymerbasierte 3D-Anwendungen. Das Hochleistungspolymer Infinam PA12-Nylonpulver hat sich als vielseitiges Material für den 3D-Druck etabliert. Heute sind PA12-Nylons von Evonik der Standard für den 3D-Pulverbett-Fusionsdruck funktionaler Bauteile. In der Medizintechnik kommt das Material in der Orthopädie zum Einsatz. Patientenspezifische Prothesen und Orthesen werden aus dem Hochleistungskunststoff mittels digitaler Datenverarbeitung auf die individuelle Anatomie des Patienten gedruckt. Sie sind bruchfest, leicht und komfortabel zu tragen.
Auf der Fakuma: Halle A4, Stand 4118
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