AMGTA公布了3D打印工業(yè)零件最新生命周期初步分析結果

2023年8月8日，南極熊獲悉，增材制造商綠色貿易協(xié)會（AMGTA）宣布了一項關于粘合劑噴射3D打印工藝的生命周期分析研究初步結果。

△Desktop Metal的粘合劑噴射3D打印技術示意

這項研究由耶魯大學環(huán)境學院（YSE）與Desktop Metal和特靈科技（Trane Technologies）合作進行，旨在比較粘合劑噴射3D打印和傳統(tǒng)金屬鑄造，在制造鋼制渦旋冷水機組方面的影響。初步結果顯示，粘合劑噴射3D打印過程由于減少了生產階段的能源需求而得到改善。

AMGTA執(zhí)行董事Sherri Monroe評論說：“該研究的發(fā)布，對于3D打印以及更廣泛的制造業(yè)中尋求更可持續(xù)生產方法的公司來說，意義重大。通過這項研究，我們能夠量化粘合劑噴射相對于傳統(tǒng)鑄造減少的能源需求，并且可能在此用例中輕量化帶來的微不足道的影響中提供一些驚喜。”

△特靈科技計劃在2030年，幫助客戶減少碳足跡減少10億噸

溫室氣體排放量減少了38%

近兩年的研究，主要分析了特靈制造的渦旋裝置的整個生命周期。該裝置由固定渦旋件和繞動渦旋件組成，主要用于暖通空調系統(tǒng)。

研究評估了傳統(tǒng)的鑄造工藝，并比較了同樣的渦旋裝置設計在3D打印、固化、燒結的添加劑粘合劑噴射工藝，以及相同設施中的電鍍和精加工步驟下的制造情況。比較分析結果顯示，3D打印制造工藝的溫室氣體排放量減少了38%。

研究指出，通過晶格型結構進行輕量化重新設計不一定能進一步減少溫室氣體排放量，因為大部分電力消耗不受晶格型結構的影響。然而，研究發(fā)現(xiàn)，輕量化可能在使用階段提供環(huán)境效益，這一點在該研究中沒有包括。此外，研究還指出，如果渦旋裝置的質量減少了10%，將導致溫室氣體排放量減少1%。

特靈科技首席增材制造工程師Kevin Klug表示：“在這個項目之前，相對于傳統(tǒng)制造方法，粘合劑噴射的生命周期排放的不確定性一直是3D打印制造采用的障礙。根據(jù)這項研究的結果，特靈科技能夠更好地在產品設計周期的早期階段全面考慮增材制造的成本、生產率和環(huán)境影響，這是風險最低、潛在效益最高的時候�！�

△特靈科技為了幫助客戶減少碳足跡，而制定的目標框架

3D打印除節(jié)約材料還有多種好處

研究還發(fā)現(xiàn)，制造工廠所在地的能源結構以及能源的可持續(xù)性，對溫室氣體排放量有著重要影響。此外，所生產零件的整體尺寸和打印量也會對排放量產生影響。在這項研究中，研究人員使用鑄造和粘合劑噴射技術，制造了由固定渦旋件和繞動渦旋件組成的單個渦旋裝置。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，盡管粉末生產對環(huán)境的影響大約是鑄鋼的兩倍，但這種增加在溫室氣體排放總量中僅占很小比例，并且在整體研究結果中并沒有產生重大影響。

Klug補充道：“特靈科技致力于大膽挑戰(zhàn)可持續(xù)發(fā)展世界的可能性。這包括設計先進的氣候控制解決方案，這些解決方案的制造和運行可以減少對環(huán)境的影響。金屬3D打印技術將成為這一追求中越來越可行的工具，而粘合劑噴射在3D打印制造技術中相對較高的速度和較低的成本，使它在相關產量的暖通空調部件制造方面特別有前景。”

△3D打印設計的支架（左）和傳統(tǒng)設計（右）的比較

AMGTA預計將于2024年初發(fā)布該研究的完整結果，并預計在2023年全年發(fā)布更多獨立研究。今年早些時候，AMGTA發(fā)表了第一篇委托研究論文，該論文發(fā)現(xiàn)由3D打印設計的支架比傳統(tǒng)制造的支架更具可持續(xù)性。