Onko 3D-tulostus kestävän tuotannon ratkaisu?

3D-tulostus tai lisäainevalmistus (AM), kuten sitä kutsutaan teollisissa sovelluksissa, on saamassa jalansijaa tehtaissa ja myymälöissä eri puolilla maata. Perinteiseen valmistukseen verrattuna se voi olla nopeampaa, halvempaa ja joustavampaa, mutta kuinka kestävää se on? Voiko se auttaa GE:n, Siemensin ja Volkswagenin kaltaisia ​​yrityksiä – yrityksiä, jotka ovat ottaneet käyttöön AM:n ja sitoutuneet pienentämään hiilijalanjälkeään – saavuttamaan kestävän kehityksen tavoitteensa?

Uusi työkalu tällä viikolla alkaen Ampower, EU-pohjainen lisäaineiden valmistuksen ajatushautomo ja konsultointi, on suunniteltu auttamaan yrityksiä mittaamaan metallin 2D-tulostuksen energiankulutusta ja CO3-päästöjä.

Yrityksen uusi Sustainability Calculator on työkalu, jolla valmistajat voivat syöttää ja vertailla erilaisia ​​metallimateriaalivalintoja ja AM-teknologian yhdistelmiä syntyvien CO2-päästöjen määrittämiseksi. Räätälöintivaihtoehdot ja ohitukset voivat ottaa huomioon maailmanlaajuisesti hajautetun prosessiketjun valinnat.

"Ei ole yleistä vastausta siihen, millä valmistustekniikalla on pienin hiilijalanjälki", Ampower sanoo uudessa raportissaan Metallin lisäainevalmistuksen kestävyys, koska metallin tyyppi ja osan geometria vaikuttavat voimakkaasti kokonaisjalanjälkeen. Kuitenkin vertaamalla kahta samanlaista osaa: 1,000 1,000 jyrsittäväksi suunniteltua kannaketta ja 3 2 vastaavaa 2D-tulostukseen suunniteltua kannaketta, laskin havaitsi, että hiekkavalulla oli alhaisimmat COXNUMX-päästöt, kun osat on valmistettu alumiinista. Mutta vaihda materiaalia, ja yhtälö muuttuu. Samat perinteisesti titaaniin jauhetut kiinnikkeet johtavat kaksi kertaa korkeampiin COXNUMX-tasoihin kuin AM-tekniikat, kuten esim. laserjauhepetifuusio ja sideaineen suihkutus.

AM-tekniikan ja perinteisen valmistuksen kestävyyden vertailu ei lopu siihen, kun osa on valmistettu, monet 3D-tulostusteollisuudessa väittävät. Lisäaineilla valmistetuilla osilla on lisävaikutus, joka mahdollistaa säästämisen pitkälle arvoketjussa. Harkitse edellä mainittuja kiinnikkeitä, joita käytetään ilmailusovelluksissa.

Lentokoneen osissa paino on usein suoraan sidoksissa polttoaineen kulutukseen ja siten CO2-päästöihin. 3D-tulostusteknologialla voidaan luoda muotoja, jotka eivät ole mahdollisia muilla tekniikoilla mahdollistaen osat, jotka käyttävät vähemmän materiaalia ja painavat vähemmän, mutta ovat yhtä lujia. Alla olevan kuvan AMpowerin AM:lle suunniteltu esimerkkikannatin käyttää vähemmän materiaalia kuin perinteisesti valmistettu versio.

"Toivomme, että yritykset käyttävät työkalua optimoidakseen prosessejaan ja osiaan kohti alhaista hiilijalanjälkeä", sanoo Matthias Schmidt-Lehr, Ampowerin toimitusjohtaja. "Sen pitäisi myös selventää kysymystä, missä lisäainevalmistus voi osaltaan pienentää jalanjälkeä ja missä perinteiset tekniikat ovat tehokkaampia."

Ampowerin mukaan yhden kilon painonsäästö lentokoneessa merkitsee 1 2,500 litran kerosiinilitran vuotuista säästöä, ja jos lentokoneen käyttöikä on 20 vuotta, tämä johtaa jopa 126,000 2 kilon COXNUMX-säästöön. "Samanlaisia ​​säästöjä voidaan saavuttaa monissa muissa sovelluksissa, kuten moottoreissa, pumpuissa tai turbiineissa, joissa painonpudotuksilla tai suorituskyvyn kasvulla on suuri vaikutus käytönaikaisiin päästöihin", Schmidt-Lehr sanoo.

Kun arvioidaan lisäainevalmistusta valmistuksen kestäväksi voitoksi, se on täällä, loppukäyttösovelluksissa, joissa teknologia voi todella loistaa. "Käytössä saavutettavat painon tai tehokkuuden optimoidut AM-mallit voivat olla paljon suurempia kuin itse osatuotannon päästöt", Ampower sanoo tuoreimmassa raportissaan. "Käytösäästöt, jos niitä on, ovat kuitenkin vahvasti riippuvaisia ​​sovelluksesta."

Kevyemmän painon ja tehokkuutta lisäävän osien yhdistämisen lisäksi se, että useimmat lisäainevalmisteiset osat valmistetaan paikallisesti, mikä eliminoi kuljetuksen ja siihen liittyvät päästöt, on toinen AM:n eduksi. Nousemassa on myös käytäntö, että varaosavarastot pidetään digitaalisessa muodossa valmiina 3D-tulostettaviksi tarpeen mukaan sen sijaan, että ne olisivat varastoissa fyysisinä osina.

Ampower sanoo tulevaisuuteen, että raaka-ainetuotannon kierrätysasteiden lisääminen ja uudet metallijauheen tuotantoteknologiat 100-prosenttisesti kierrätetystä materiaalista vähentävät merkittävästi 3D-tulostuksen CO2-jalanjälkeä entisestään.