Ali je 3D tiskanje rešitev za trajnostno proizvodnjo?

3D-tiskanje ali aditivna proizvodnja (AM), kot se imenuje v industrijskih aplikacijah, se uveljavlja v tovarnah in trgovinah po vsej državi. V primerjavi s tradicionalno proizvodnjo je lahko hitrejša, cenejša in bolj prilagodljiva, toda kako trajnostna je? Ali lahko pomaga podjetjem, kot so GE, Siemens in Volkswagen – podjetjem, ki so sprejela AM in se zavezala, da bodo zmanjšala svoj ogljični odtis – doseči svoje trajnostne cilje?

Ta teden je na voljo novo orodje iz Ampower, možganski trust in svetovalno podjetje za aditivno proizvodnjo s sedežem v EU, je zasnovano za pomoč podjetjem pri merjenju porabe energije in emisij CO2 pri 3D-tiskanju kovin.

Novi Sustainability Calculator podjetja je orodje za proizvajalce, s katerim lahko vnesejo in primerjajo različne izbire kovinskih materialov in kombinacij tehnologije AM za določitev posledičnih emisij CO2. Možnosti prilagajanja in preglasitve lahko upoštevajo izbire v celotni globalno porazdeljeni procesni verigi.

"Ni splošnega odgovora, katera proizvodna tehnologija ima najnižji ogljični odtis," pravi Ampower v svojem novem poročilu. Trajnost proizvodnje kovinskih dodatkov, saj na skupni odtis močno vplivata vrsta kovine in geometrija dela. Vendar pa je kalkulator pri primerjavi dveh podobnih delov: 1,000 nosilcev, zasnovanih za rezkanje, v primerjavi s 1,000 podobnimi nosilci, zasnovanih za 3D-tiskanje, ugotovil, da je imelo ulivanje v pesek najnižje emisije CO2, če so deli izdelani iz aluminija. Toda spremenite material in enačba se spremeni. Isti nosilci, tradicionalno rezkani v titanu, povzročijo dvakrat višje ravni CO2 kot tehnologije AM, kot je npr lasersko zlivanje prahu in brizganje veziva.

Mnogi v industriji 3D-tiskanja trdijo, da se primerjava trajnosti AM in tradicionalne proizvodnje ne konča, ko je del izdelan. Z deli, izdelanimi z aditivi, obstaja stranski učinek, ki omogoča ohranjanje daleč navzdol v vrednostni verigi. Razmislite o zgoraj omenjenih nosilcih, ki se uporabljajo za uporabo v vesolju.

Pri letalskih delih je teža pogosto neposredno povezana s porabo goriva in s tem emisijami CO2. Tehnologija 3D-tiskanja lahko ustvari oblike, ki niso možne z drugimi tehnologijami, ki omogočajo dele, ki porabijo manj materiala in tehtajo manj, vendar so enako močni. Primer AMpowerjevega nosilca, zasnovanega za AM na spodnji sliki, porabi manj materiala kot običajno izdelana različica.

»Upamo, da bodo podjetja uporabila orodje za optimizacijo svojih procesov in delov v smeri nizkega ogljičnega odtisa,« pravi Matthias Schmidt-Lehr, poslovodni partner Ampowerja. "Prav tako bi moralo prinesti jasnost glede vprašanja, kje lahko aditivna proizvodnja prispeva k nižjemu odtisu in kje so tradicionalne tehnologije učinkovitejše."

Po podatkih Ampowerja prihranek teže letala za 1 kg pomeni letni prihranek 2,500 litrov kerozina, ob predpostavki 20-letne življenjske dobe letala pa to prihrani do 126,000 kg CO2. "Podobne prihranke je mogoče doseči pri številnih drugih aplikacijah, kot so motorji, črpalke ali turbine, kjer ima zmanjšanje teže ali povečanje zmogljivosti velik vpliv na emisije med uporabo," pravi Schmidt-Lehr.

Ko ocenjujemo aditivno proizvodnjo kot trajnostno zmago za proizvodnjo, lahko tehnologija zares zasije tukaj, v aplikacijah za končno uporabo. "Prihranki med uporabo teže ali učinkovitosti optimiziranih modelov AM so lahko mnogo večji od emisij iz same proizvodnje delov," pravi Ampower v svojem zadnjem poročilu. "Vendar so prihranki med uporabo, če sploh obstajajo, močno odvisni od aplikacije."

Poleg njihove manjše zasnove in konsolidacije delov, ki povečuje učinkovitost, je dejstvo, da se večina aditivno izdelanih delov proizvaja lokalno, kar odpravlja pošiljanje in s tem povezane emisije, še en podatek v korist AM. Pojavlja se tudi praksa vodenja zalog rezervnih delov v digitalni obliki, pripravljenih za 3D-tiskanje na zahtevo, kot je potrebno, namesto kot fizični deli, ki ležijo v skladiščih.

Glede na prihodnost Ampower pravi, da bodo povečane stopnje recikliranja pri proizvodnji surovin in nove tehnologije proizvodnje kovinskega prahu iz 100-odstotno recikliranega materiala pomembno vplivale na nadaljnje zmanjšanje CO3 odtisa 2D tiskanja.