Das Politecnico di Milano leitet ein internationales Konsortium, das sich der Verbesserung der Ressourceneffizienz im Bau- und Automobilsektor durch den 3D-Druck von Metall widmet. Ziel des Konsortium ist es, dass die Technologie der additiven Fertigung dazu beitragen wird, eine neue Ära zunehmender Individualisierung und Optimierung einzuleiten und es den Unternehmen ermöglicht, Abfall und Energieverbrauch während des Stahlherstellungsprozesses zu reduzieren.
30 % aller jährlich in der EU produzierten Abfälle stammen nach Angaben der Europäischen Kommission aus der Bauindustrie und Abbruchwirtschaft. Deswegen konzentriert sich ein internationales Forschungsprojekt, das vom Politecnico di Milano koordiniert wird, darauf, den Kohlenstoff-Fußabdruck des Sektors und der Automobilindustrie durch innovative 3D-Drucktechnologie für Stahl zu verringern.
ConstructAdd
ConstructAdd wird vom Europäischen Forschungsfonds für Kohle und Stahl finanziert und bringt Unternehmen, Technologie- und Forschungszentren aus fünf europäischen Ländern zusammen, um die Ressourceneffizienz in der Stahlindustrie zu verbessern.
„Das Hauptziel von ConstructAdd ist es, die Metall-3D-Drucktechnologie in den Regelbetrieb der Bau- und Automobilbranche zu bringen. Denn die aktuellen Ziele der Regierungen weltweit und der Gesellschaft insgesamt sind die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen und die Bewältigung von Abfallproblemen. Diese Probleme, die insbesondere für die Bauindustrie eine große Herausforderung darstellen, lassen sich mit konventionellen Techniken nicht so einfach lösen, einfach weil konventionelle Techniken für Probleme aus der Vergangenheit erfunden wurden.“, so Projektkoordinator Dr. Alper Kanyilmaz.
Konkret will ConstructAdd nachweisen, dass durch die Einführung des 3D-Drucks von Metall der Energieverbrauch um etwa 30 % gesenkt werden kann und weniger Abfall bei der Herstellung entsteht. Zu den Projektpartnern von ConstructAdd gehören neben dem Politecnico di Milano das IMDEA Materials Institute in Madrid, die Universität Pisa, die RWTH Aachen, Prima Industrie S.p.A., BLM Group, Det Norske Veritas, CIMOLAI SPA, VALLOUREC, MIMETE und ArcelorMittal Vitry.
„Angesichts der Tatsache, dass etwa ein Drittel aller weltweit jährlich anfallenden Abfälle aus der Bauindustrie stammt, kommt der Stahlproduktion hier eine wichtige Rolle zu. Die derzeit verfügbaren Herstellungsverfahren lassen sich nicht ohne weiteres optimieren, und es wird viel Material verschwendet. Zum Beispiel beim Schneiden und Schweißen von Stahlplatten. Außerdem wird bei konventionellen Konstruktionstechniken viel Material an Stellen verwendet, an denen es nicht gebraucht wird, und an unnötigen Stellen angebracht.", so Dr. Kanyilmaz.
Hier wird der 3D-Metalldruck relevant. Durch das Drucken von kundenspezifischen Bauteilen und Verbindungen von Grund auf wird die Produktion von Metallschrott vermieden, der sonst als Nebenprodukt bei der Herstellung von Teilen aus einer vorhandenen Stahlplatte anfallen würde. Der Herstellungsprozess kann so optimiert werden und es ermöglicht eine größere Flexibilität für die Bauunternehmen, die bestimmte Komponenten vor Ort drucken können, anstatt auf deren Transport angewiesen zu sein.
„Wenn wir über additive Fertigung sprechen, gibt es bereits einige sehr interessante Ergebnisse in anderen Branchen. Zum Beispiel werden einige kleine Häuser mit dieser Methode aus Beton gebaut. Stahl kommt beim Druck kritischer Komponenten ins Spiel, die in größere Strukturen integriert werden können. Stahl ist im Vergleich zu anderen Materialien viel widerstandsfähiger und dehnbarer. Er bietet also mehr Möglichkeiten zur Herstellung komplexerer Geometrien, die höheren Belastungen und Ermüdungserscheinungen standhalten können.“, sagt Kanyilmaz.
Der 3D-Druck von Stahl ist besonders wegen seines hohen Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht, Zugfestigkeit, Flexibilität und Vielseitigkeit für die Bauindustrie attraktiv. Die EU ist derzeit der zweitgrößte Stahlproduzent der Welt nach China und stellt jährlich mehr als 170 Millionen Tonnen des Metalls her.
