Herstellung umweltfreundlicherer Teile

Die Herstellung nachhaltigerer oder umweltfreundlicherer Teile ist ein komplexer Bereich, der von einer Reihe von – mitunter konträren – Faktoren abhängt.  Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, ist es zunächst wichtig, diese Faktoren zu verstehen.

Die einfachste Herangehensweise besteht darin, den Energieverbrauch eines Produkts vom Rohstoff bis zum Ende seiner Lebensdauer zu ermitteln.

Beginnen wir mit der Auswahl der richtigen Menge des richtigen Materials.

Als Beispiel verwenden wir der Einfachheit halber zwei der gängigsten Materialien in der Fertigung – Kunststoffe und Metalle. Da es in beiden Fällen Hunderte von Varianten gibt, konzentrieren wir uns auf einige Kennzahlen, die zu unserem grünen Ziel passen.

Graue Energie

Eine wichtige Kennzahl, die Sie im Allgemeinen nicht in den Datenblättern eines Materials finden werden, ist seine graue Energie. Die graue Energie eines Materials ist die gesamte Energie, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge davon zu produzieren.

Diese Informationen lassen sich einfach per Internetsuche herausfinden. Der Energieaufwand für die Gewinnung eines Kilogramms Aluminium aus Bauxit liegt beispielsweise zwischen 227 und 342 Megajoule.  Bei einem herkömmlichen Kunststoff aus Erdöl sind es 82 bis 108 Megajoule.  Doch leider ist die Rechnung nicht ganz so einfach, denn um ein Kilogramm Aluminium zu recyceln, sind gerade einmal 11 bis 17 Megajoule erforderlich.  Es lohnt sich also, bei der Suche nach Antworten etwas genauer zu forschen.

Verwendete Materialmenge

Wenn Sie weniger Material verwenden, verbrauchen Sie auf den ersten Blick weniger graue Energie. Bei der Fertigung müssen jedoch auch die Herstellung und der Versand in die Energieberechnung des Endprodukts einbezogen werden.

Und selbst das ist noch nicht die ganze Wahrheit. Optimierungen können während der Nutzung des Produkts zu enormen Energieeinsparungen führen.  In der Luftfahrtindustrie können beispielsweise durch Gewichtsreduzierungen von wenigen Gramm über die gesamte Lebensdauer eines Flugzeugs hinweg viele Kilogramm an Treibstoff eingespart werden.  Wir kennen dies auch aus der Automobilindustrie, in der aus denselben Gründen auf Leichtbau gesetzt wird.  Die Effizienz von Teilen in puncto Kraftstoffverbrauch und Wartungsfreundlichkeit zu steigern, trägt ebenfalls zur Reduzierung der Lebenszykluskosten bei.

Nachhaltigkeit während der Nutzung

Vergessen wir auch nicht, dass ein Produkt, das länger hält und daher nicht frühzeitig ersetzt werden muss, die Umwelt weniger belastet als ein Produkt mit einer kürzeren Lebensdauer. Dies kann zu überraschenden Ergebnissen führen. Eine Gruppe von Ökolandwirten stellte beispielsweise fest, dass es umweltfreundlicher ist, auf ihren Höfen Kunststoffkisten anstelle von Holzkisten zu verwenden, wenn deren Einsatzhäufigkeit in Betracht gezogen wird.

Auf der Suche nach der richtigen Antwort

Wie können Sie Ihre Produkte und deren Teile haltbarer und/oder leichter machen?  Die Antwort ist, einen Prototyp herzustellen, diesen anschließend zu testen und das Design zu optimieren.  Im besten Fall liefern Sie Ihren Kunden dadurch ein leistungsfähigeres Produkt, das ihnen kostspielige Ersatz-, Reparatur- und Wartungskosten erspart – was wiederum ihren Energie- und Kostenaufwand über die gesamte Lebensdauer senkt.

Hier bietet Rapid Prototyping einen echten Vorteil, da die erste Ausführung eines Designs in der Regel noch nicht die beste Lösung ist.  Moderne Technologie ermöglicht schnelle Ergebnisse, sodass Sie im Rahmen Ihres Budgets zum Erfolg kommen können.  Laden Sie zunächst Ihr CAD in ein Softwareprogramm hoch, das sowohl einen Kostenvoranschlag als auch eine Machbarkeitsanalyse erstellt. Sie prüfen damit sozusagen zugleich die „Sinnhaftigkeit“ Ihrer Idee.

Anschließend können Sie sich innerhalb eines Tages einen Prototyp liefern lassen.  Sie haben somit die Möglichkeit, Ihr Design eines leichten, langlebigen Produkts in kürzester Zeit zu entwerfen, zu testen und zu optimieren.

Wartungsfreundliches Design

Bei der Entwicklung nachhaltiger Produkte spielt nicht nur die Haltbarkeit eine Rolle. Wichtig ist auch, wie einfach sie über die gesamte Lebensdauer hinweg zu warten, zu pflegen und zu reparieren sind.  Denken Sie beispielsweise an die Zugänglichkeit mittels Schraubenschlüssel und anderer Werkzeuge.  Lässt sich das Teil leicht auswechseln?  Werden verstärkte HELICOIL-Gewinde verwendet, damit das Produkt beim Austausch nicht beschädigt wird?

Recycling

Für das Ende der Lebensdauer Ihres Produkts muss daran gedacht werden, wie es sich einfach zerlegen und recyceln lässt.  Auch die Einhaltung der WEEE-Richtlinien ist zu berücksichtigen.

Damit schließt sich der Kreis der Überlegungen, welche Materialien zu verwenden sind. Nahezu alle Metalle können und sollten recycelt werden.  Bei Kunststoffen ist dies nur zum Teil möglich.  Während sich ein vollständig recyceltes Metallprodukt problemlos wiederverwenden lässt, nimmt zudem bei Kunststoffen die Qualität mit jeder Wiederverwendung ab, da sich die Polymerketten verkürzen.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass Metall generell die bessere Wahl ist. Mit dem richtigen Kunststoff für die richtige Anwendung können Sie auch langlebige Kunststoffprodukte herstellen. Darüber hinaus ist Kunststoff gegenüber Metall oft eine leichtere Alternative. Dies ist in einigen Branchen wiederum für die CO2-Einsparung während der Nutzung wichtig.

Auch kommen immer mehr Bio-Kunststoffe auf den Markt, von denen viele leichter zu recyceln und/oder biologisch abbaubar sind – das wird jedoch Thema eines eigenen Blogbeitrags sein.

Die nachhaltigste Lösung für Ihr Teil oder Produkt zu finden, ist in der Tat nicht einfach.  Wir arbeiten mit zahlreichen Branchen und Kunden zusammen, die dabei sind, nachhaltigere Produkte zu entwickeln. Kontaktieren Sie uns. Wir beraten Sie gern.