Eine klimafreundliche Energieversorgung ist sicherlich die aktuell größte Problemstellung in unserer Gesellschaft. Wir alle benötigen dringend neue technische Lösungen, um dieser Aufgabe zu begegnen.
Im Interesse der Betreiber von Windparks hat das Fraunhofer IAPT eine Drohne entwickelt, um die Rotorblätter von Windkraftanlagen aus der Luft zu inspizieren. Die Nutzung additiver Fertigungstechnologien ermöglich hier die Umsetzung einer besonders leichten und dennoch tragfähigen Basisstruktur des Fluggeräts, sodass umfangreiche Sensortechnik für die Wartungsarbeiten an Bord genommen und eingesetzt werden kann. Die Drohne besitzt die Fähigkeit, zu notwendigen Kontrollen auf dem Windrad zu landen, und erspart den teuren sowie zeitaufwändigen Einsatz von Industriekletterern.
Der überwiegende Teil des Energiebedarfs in Deutschland ist Wärmeenergie. Wind- und Solarkraft liefern jedoch primär elektrischen Strom, der dann erst in Wärme umgewandelt werden muss. Die Nutzung von Geothermie besitzt hingegen das Potenzial, sowohl Wärme als auch Strom bereitzustellen. Insbesondere tiefe Bohrungen können über einen Erdwärmetauscher hohe Temperaturen liefern, die sogar zur Dampferzeugung taugen und Stromproduktion im Kraftwerksmaßstab ermöglichen. Auf Basis additiver Fertigungsverfahren entwickelt das Fraunhofer IAPT in Kooperation mit internationalen Partnern die Systemtechnik für ein neues Laserbohrverfahren, das effektive Tiefengeothermie industriereif machen soll.
Wasserstoff kann als grüner Energiespeicher genutzt werden, indem Wasser mit Ökostrom elektrolytisch aufgespalten wird. Bei der Rückverstromung von Wasserstoff mit Hilfe von Gasturbinen entstehen jedoch Verbrennungstemperaturen, die bis zu 200 Kelvin höher sind als bei Verwendung von Methan und somit den Einsatzbereich selbst hochtemperaturfester Metalle wie Inconel übersteigen. AM bietet die Lösung des Problems: Turbinenschaufeln mit integrierten Kühlstrukturen, die nur additiv herstellbar sind, widerstehen den extremen Einsatzbedingungen.
Die Designfreiheit infolge der additiven Fertigung begünstigt prinzipiell die konstruktive Realisierung der Integralbauweise. Dabei werden benachbarte Komponenten einer Baugruppe zu einem Einzelteil zusammengefasst, sodass Montageschritte sowie auch Passungen und Dichtungen zwischen den Komponenten entfallen können. Bezogen auf wasserstoffführende Systeme senkt AM mittels der Integralbauweise das Leckagerisiko, das aufgrund der geringen Größe von Wasserstoffmolekülen eine technologieimmanente und immerwährende Herausforderung darstellt.
Die Notwendigkeit der Dekarbonisierung betrifft nicht nur die Energiebranche, sondern die gesamte industrielle Produktion. Neue Fertigungsrouten unter Einbeziehung additiver Herstellverfahren können einen wertvollen Beitrag zur Reduktion der produktbezogenen CO2-Emissionen leisten. Die additive Fertigung ist per se materialeffizient, da Bauteile grundsätzlich bis hin zur Endkontur wachsen, also – abgesehen von Supportstrukturen – kein Materialüberschuss benötigt wird. Topologieoptimierungen erlauben auch im Hinblick auf die Festigkeit minimalen Materialeinsatz durch lastpfadgerechte Bauteilstrukturen. Das mittels AM ausgeschöpfte Leichtbaupotenzial wirkt sich zusätzlich bei Transporten sowie häufig auch in der Nutzungsphase der Produkte durch Energieeinsparungen emissionsmindernd aus.
Verwenden Sie diesen Vorteil von AM zur ökologischen und ökonomischen Verbesserung Ihrer Produkte! Wir analysieren Ihre Produktion und den gesamten Lebenszyklus Ihrer Erzeugnisse und identifizieren den individuellen CO2-Fußabdruck auf Basis einer einflussgrößenabhängigen Bewertung der relevanten Prozesse. Dabei berücksichtigen wir ressourcenschonende Optionen wie beispielsweise eine bedarfsgesteuerte (on demand) Fertigung mit Verzicht auf Lagerhaltung, eine Verkürzung der Lieferketten durch einsatzortnahe Produktion sowie ein verstärktes Recycling von Material, um perspektivisch das Ziel einer Kreislaufwirtschaft zu erreichen.