Kas 3D-printimine on säästva tootmise lahendus?

3D-printimine või lisandite tootmine (AM), nagu seda tööstuslikes rakendustes kutsutakse, on kogu riigi tehastes ja kauplustes kanda kinnitamas. Võrreldes traditsioonilise tootmisega võib see olla kiirem, odavam ja paindlikum, kuid kui jätkusuutlik see on? Kas see võib aidata sellistel ettevõtetel nagu GE, Siemens ja Volkswagen – ettevõtted, kes on võtnud kasutusele AM ​​ja lubanud oma süsiniku jalajälge vähendada – oma jätkusuutlikkuse eesmärke saavutada?

Uus tööriist sellel nädalal alates Võimsus, ELi-põhine lisandite tootmise mõttekoda ja nõustamisettevõte, mille eesmärk on aidata ettevõtetel mõõta metallist 2D-printimise energiatarbimist ja CO3 emissiooni.

Ettevõtte uus jätkusuutlikkuse kalkulaator on tööriist, mille abil tootjad saavad sisestada ja võrrelda erinevaid metallimaterjalide valikuid ja AM-tehnoloogia kombinatsioone, et määrata nendest tulenevaid CO2 heitkoguseid. Kohandamise valikud ja alistamised võivad võtta arvesse valikuid, mis on tehtud kogu globaalselt hajutatud protsessiahelas.

"Ei ole üldist vastust küsimusele, millisel tootmistehnoloogial on madalaim süsiniku jalajälg," ütleb Ampower oma uues aruandes Metallilisandite tootmise jätkusuutlikkus, kuna üldist jalajälge mõjutavad suuresti metalli tüüp ja detaili geomeetria. Võrreldes aga kahte sarnast osa: 1,000 freesimiseks mõeldud kronsteini ja 1,000 sarnase 3D-printimiseks mõeldud kronsteini, leidis kalkulaator, et alumiiniumist valmistatud osade puhul oli liivavalamisel madalaim CO2 heitkogus. Kuid muutke materjali ja võrrand nihkub. Traditsiooniliselt titaanist freesitud samad kronsteinid toovad kaasa kaks korda kõrgema CO2 taseme kui AM tehnoloogiad, nagu näiteks laserpulbri kihi liitmine ja sideaine pihustamine.

Paljud 3D-printimise tööstuse esindajad väidavad, et AM ja traditsioonilise tootmise jätkusuutlikkuse võrdlemine ei lõpe selle osa valmistamisega. Lisanditega valmistatud osad annavad lisaefekti, mis võimaldab säästa väärtusahelas allapoole. Mõelge ülalmainitud sulgudele, mida kasutatakse kosmoserakendustes.

Lennuki osade puhul on kaal sageli otseselt seotud kütusekulu ja seega ka CO2 heitkogustega. 3D-printimise tehnoloogia abil saab luua kujundeid, mis pole teiste tehnoloogiatega võimalikud, võimaldades kasutada osi, mis kasutavad vähem materjali ja kaaluvad vähem, kuid on võrdse tugevusega. Alloleval pildil kujutatud AMpoweri AM jaoks mõeldud näidisklamber kasutab vähem materjali kui tavapäraselt toodetud versioon.

"Loodame, et ettevõtted kasutavad seda tööriista oma protsesside ja osade optimeerimiseks madala süsinikujalajälje suunas," ütleb Ampoweri juhtivpartner Matthias Schmidt-Lehr. "Samuti peaks see tooma selguse küsimuses, kus lisandite tootmine võib aidata kaasa väiksemale jalajäljele ja kus traditsioonilised tehnoloogiad on tõhusamad."

Ampoweri andmetel tähendab 1 kg kaalusääst lennukis 2,500 liitrit petrooleumi säästmist aastas ja eeldades, et lennuki eluiga on 20 aastat, annab see kuni 126,000 2 kg COXNUMX säästu. "Sarnast kokkuhoidu on võimalik saavutada ka paljudes muudes rakendustes, nagu mootorid, pumbad või turbiinid, kus kaalu vähendamisel või jõudluse suurendamisel on suur mõju kasutusaegsetele heitmetele," ütleb Schmidt-Lehr.

Kui hinnata lisandite tootmist tootmise jätkusuutlikuks võiduks, siis lõppkasutusrakendustes on see tehnoloogia tõeliselt särav. „Kasutusel saavutatav kaalusääst või optimeeritud AM-konstruktsioonide tõhusus võib olla palju suurem kui osade tootmisest tulenev emissioon,“ ütleb Ampower oma viimases aruandes. "Kuid kasutusel olev kokkuhoid, kui see on olemas, sõltub suuresti rakendusest."

Lisaks nende kergemale konstruktsioonile ja osade konsolideerimisele, mis suurendab tõhusust, on AM-i kasuks veel üks andmepunkt asjaolu, et enamik lisaainega toodetud osi toodetakse kohapeal, välistades tarnimise ja sellega seotud heitkogused. Samuti on väljakujunenud tava hoida varuosade laoseisud digitaalses vormingus, et neid saaks vajadusel 3D-printida, mitte ladudes seisvate füüsiliste osadena.

Ampower ütleb tulevikku vaadates, et ringlussevõtu määra suurendamine tooraine tootmises ja uued metallipulbri tootmistehnoloogiad 100% ringlussevõetud materjalist mõjutavad oluliselt 3D-printimise CO2 jalajälge veelgi.