Je li 3D ispis rješenje za održivu proizvodnju?

3D ispis, ili aditivna proizvodnja (AM) kako se naziva u industrijskim primjenama, dobiva uporište u tvornicama i radnjama diljem zemlje. U usporedbi s tradicionalnom proizvodnjom, može biti brža, jeftinija i fleksibilnija, ali koliko je održiva? Može li pomoći tvrtkama kao što su GE, Siemens i Volkswagen — tvrtkama koje su usvojile AM ​​i obećale smanjiti svoj ugljični otisak — postići svoje ciljeve održivosti?

Ovaj je tjedan izašao novi alat od Ampower, think tank i konzultantska tvrtka sa sjedištem u EU koja se bavi aditivnom proizvodnjom, osmišljena je kako bi pomogla tvrtkama u mjerenju potrošnje energije i emisije CO2 metalnog 3D ispisa.

Tvrtkin novi kalkulator održivosti je alat za proizvođače za unos i usporedbu različitih izbora metalnih materijala i kombinacija AM tehnologije za određivanje rezultirajućih emisija CO2. Mogućnosti prilagodbe i nadjačavanja mogu uzeti u obzir izbore napravljene kroz globalno distribuirani lanac procesa.

"Nema općeg odgovora na to koja proizvodna tehnologija ima najmanji ugljični otisak", kaže Ampower u svom novom izvješću Održivost proizvodnje metalnih aditiva, budući da je ukupni otisak pod jakim utjecajem vrste metala i geometrije dijela. Međutim, uspoređujući dva slična dijela: 1,000 nosača dizajniranih za glodanje u odnosu na 1,000 sličnih nosača dizajniranih za 3D ispis, kalkulator je otkrio da je lijevanje u pijesku imalo najmanje emisije CO2 kada su dijelovi izrađeni od aluminija. Ali promijenite materijal i jednadžba se mijenja. Isti nosači tradicionalno mljeveni u titanu rezultiraju dvostruko višim razinama CO2 od AM tehnologija, kao što su fuzija laserskog praha i binder jetting.

Usporedba održivosti AM-a i tradicionalne proizvodnje ne završava kada je dio proizveden, tvrde mnogi u industriji 3D ispisa. Dijelovi proizvedeni aditivima omogućuju očuvanje daleko niže u lancu vrijednosti. Razmotrite gore spomenute nosače koji se koriste za aplikacije u zrakoplovstvu.

Kod dijelova zrakoplova težina je često izravno povezana s potrošnjom goriva, a time i emisijom CO2. Tehnologija 3D ispisa može stvoriti oblike koji nisu mogući s drugom tehnologijom koja omogućuje dijelove koji koriste manje materijala i teže, ali su jednake snage. AMpowerov primjer nosača dizajniran za AM na slici ispod koristi manje materijala od konvencionalno proizvedene verzije.

“Nadamo se da će tvrtke koristiti alat za optimizaciju svojih procesa i dijelova prema niskom ugljičnom otisku,” kaže Matthias Schmidt-Lehr, Ampowerov menadžer. "Također, trebalo bi razjasniti pitanje gdje aditivna proizvodnja može pridonijeti nižem otisku, a gdje su tradicionalne tehnologije učinkovitije."

Prema Ampoweru, ušteda težine od 1 kg u avionu znači godišnju uštedu od 2,500 litara kerozina, a uz pretpostavku životnog vijeka zrakoplova od 20 godina, to rezultira uštedom do 126,000 2 kg COXNUMX. "Slične uštede mogu se ostvariti za mnoge druge primjene, kao što su motori, pumpe ili turbine, gdje smanjenje težine ili povećanje performansi imaju veliki utjecaj na emisije tijekom uporabe", kaže Schmidt-Lehr.

Kada se procjenjuje aditivna proizvodnja kao održiva pobjeda za proizvodnju, upravo ovdje, u aplikacijama za krajnju upotrebu, tehnologija može stvarno zablistati. "Uštede tijekom uporabe AM dizajna optimiziranih za težinu ili učinkovitost mogu biti višestruko veće od emisije same proizvodnje dijelova", kaže Ampower u svom najnovijem izvješću. "Međutim, uštede tijekom uporabe, ako ih ima, uvelike ovise o primjeni."

Uz njihov lakši dizajn i konsolidaciju dijelova, što povećava učinkovitost, činjenica da se većina aditivno proizvedenih dijelova proizvodi lokalno, eliminirajući otpremu i povezane emisije, još je jedan podatak koji ide u prilog AM-u. Također se pojavljuje praksa držanja zaliha rezervnih dijelova u digitalnom formatu spremnih za 3D ispis na zahtjev prema potrebi, umjesto da fizički dijelovi stoje u skladištima.

Gledajući unaprijed, Ampower kaže da će povećanje stope recikliranja u proizvodnji sirovina i nove tehnologije proizvodnje metalnog praha iz 100% recikliranog materijala imati značajan utjecaj na dodatno smanjenje CO3 otiska 2D ispisa.