AMGTA公布了3D打印工業(yè)零件最新生命周期初步分析結(jié)果

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

△Desktop Metal的粘合劑噴射3D打印技術(shù)示意

這項(xiàng)研究由耶魯大學(xué)環(huán)境學(xué)院（YSE）與Desktop Metal和特靈科技（Trane Technologies）合作進(jìn)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(jī)組方面的影響。初步結(jié)果顯示，粘合劑噴射3D打印過程由于減少了生產(chǎn)階段的能源需求而得到改善。

AMGTA執(zhí)行董事Sherri Monroe評(píng)論說：“該研究的發(fā)布，對(duì)于3D打印以及更廣泛的制造業(yè)中尋求更可持續(xù)生產(chǎn)方法的公司來說，意義重大。通過這項(xiàng)研究，我們能夠量化粘合劑噴射相對(duì)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(jì)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(gè)生命周期。該裝置由固定渦旋件和繞動(dòng)渦旋件組成，主要用于暖通空調(diào)系統(tǒng)。

研究評(píng)估了傳統(tǒng)的鑄造工藝，并比較了同樣的渦旋裝置設(shè)計(jì)在3D打印、固化、燒結(jié)的添加劑粘合劑噴射工藝，以及相同設(shè)施中的電鍍和精加工步驟下的制造情況。比較分析結(jié)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(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化重新設(shè)計(jì)不一定能進(jìn)一步減少溫室氣體排放量，因?yàn)榇蟛糠蛛娏ο�耗不受晶格型結(jié)構(gòu)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(diǎn)在該研究中沒有包括。此外，研究還指出，如果渦旋裝置的質(zhì)量減少了10%，將導(dǎo)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(gè)項(xiàng)目之前，相對(duì)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(xiàng)研究的結(jié)果，特靈科技能夠更好地在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的早期階段全面考慮增材制造的成本、生產(chǎn)率和環(huán)境影響，這是風(fēng)險(xiǎn)最低、潛在效益最高的時(shí)候�！�

△特靈科技為了幫助客戶減少碳足跡，而制定的目標(biāo)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(jié)構(gòu)以及能源的可持續(xù)性，對(duì)溫室氣體排放量有著重要影響。此外，所生產(chǎn)零件的整體尺寸和打印量也會(huì)對(duì)排放量產(chǎn)生影響。在這項(xiàng)研究中，研究人員使用鑄造和粘合劑噴射技術(shù)，制造了由固定渦旋件和繞動(dòng)渦旋件組成的單個(gè)渦旋裝置。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，盡管粉末生產(chǎn)對(duì)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(jié)果中并沒有產(chǎn)生重大影響。

Klug補(bǔ)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(shè)計(jì)先進(jìn)的氣候控制解決方案，這些解決方案的制造和運(yùn)行可以減少對(duì)環(huán)境的影響。金屬3D打印技術(shù)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(shù)中相對(duì)較高的速度和較低的成本，使它在相關(guān)產(chǎn)量的暖通空調(diào)部件制造方面特別有前景。”

△3D打印設(shè)計(jì)的支架（左）和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)（右）的比較

AMGTA預(yù)計(jì)將于2024年初發(fā)布該研究的完整結(jié)果，并預(yù)計(jì)在2023年全年發(fā)布更多獨(dú)立研究。今年早些時(shí)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(shè)計(jì)的支架比傳統(tǒng)制造的支架更具可持續(xù)性。