3D Baskı Sürdürülebilir Üretim Çözümü mü?

3D baskı veya endüstriyel uygulamalarda adlandırıldığı şekliyle katmanlı üretim (AM), ülke genelinde fabrikalarda ve atölyelerde bir yer ediniyor. Geleneksel üretime kıyasla daha hızlı, daha ucuz ve daha esnek olabilir, ancak ne kadar sürdürülebilir? Hem AM'yi benimseyen hem de karbon ayak izini azaltmayı taahhüt eden GE, Siemens ve Volkswagen gibi şirketlerin sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmalarına yardımcı olabilir mi?

Bu hafta çıkan yeni bir araç güçAB merkezli bir katmanlı üretim düşünce kuruluşu ve danışmanlık şirketi olan , şirketlerin metal 2D baskının enerji tüketimini ve CO3 emisyonunu ölçmelerine yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Şirketin yeni Sürdürülebilirlik Hesaplayıcısı, üreticilerin ortaya çıkan CO2 emisyonlarını belirlemek için çeşitli metal malzeme seçimlerini ve AM teknolojisi kombinasyonlarını girmesi ve karşılaştırması için bir araçtır. Özelleştirme seçenekleri ve geçersiz kılmalar, küresel olarak dağıtılmış bir süreç zinciri boyunca yapılan seçimleri hesaba katabilir.

Ampower yeni raporunda "Hangi üretim teknolojisinin en düşük karbon ayak izine sahip olduğuna dair genel bir cevap yok" diyor. Metal Eklemeli Üretimin Sürdürülebilirliği, çünkü genel ayak izi, metal türünden ve parça geometrisinden büyük ölçüde etkilenir. Bununla birlikte, iki benzer parçayı karşılaştırırken: frezelenecek şekilde tasarlanmış 1,000 braket ile 1,000D yazdırılmak üzere tasarlanmış 3 benzer braket ile hesaplayıcı, parçalar alüminyumdan yapıldığında kum dökümün en düşük CO2 emisyonuna sahip olduğunu buldu. Ama malzemeyi değiştirirseniz denklem değişir. Geleneksel olarak titanyumda öğütülmüş aynı braketler, aşağıdaki gibi AM teknolojilerinden iki kat daha yüksek CO2 seviyeleri ile sonuçlanır. lazer tozu yatak füzyonu ve bağlayıcı püskürtme.

3D baskı endüstrisindeki birçok kişi, AM'nin sürdürülebilirliği ile geleneksel üretimi karşılaştırmanın, parça üretildiğinde bitmediğini iddia ediyor. Değer zincirinin çok aşağılarında koruma sağlayan, katkı maddesiyle üretilmiş parçalarda zincirleme bir etki vardır. Havacılık uygulamaları için kullanılan yukarıda belirtilen parantezleri göz önünde bulundurun.

Uçak parçalarında ağırlık genellikle doğrudan yakıt tüketimine ve dolayısıyla CO2 emisyonlarına bağlıdır. 3D baskı teknolojisi, diğer teknolojilerle mümkün olmayan şekiller oluşturarak daha az malzeme kullanan ve daha az ağırlığa sahip ancak mukavemetleri eşit olan parçalara olanak tanır. AMpower'ın aşağıda gösterilen AM için tasarlanmış örnek braketi, geleneksel olarak üretilen versiyondan daha az malzeme kullanır.

Ampower'ın yönetici ortağı Matthias Schmidt-Lehr, “Şirketlerin bu aracı süreçlerini ve parçalarını düşük karbon ayak izine göre optimize etmek için kullanacaklarını umuyoruz” diyor. "Ayrıca, eklemeli üretimin daha düşük ayak izine nerelerde katkıda bulunabileceği ve geleneksel teknolojilerin nerede daha verimli olduğu sorusuna açıklık getirmeli."

Ampower'a göre, bir uçakta 1 kg ağırlık tasarrufu, yıllık 2,500 litre gazyağı tasarrufu anlamına gelir ve bir uçağın 20 yıllık kullanım ömrü varsayıldığında bu, 126,000 kg'a kadar CO2 tasarrufu sağlar. Schmidt-Lehr, "Ağırlığın azaltılmasının veya performans artışının kullanımdaki emisyon üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu motorlar, pompalar veya türbinler gibi diğer birçok uygulama için benzer tasarruflar yapılabilir" diyor.

Katmanlı üretimi üretim için sürdürülebilir bir kazanç olarak değerlendirirken, teknolojinin gerçekten parlayabileceği son kullanım uygulamalarında buradadır. Ampower, en son raporunda, "Kullanım sırasında ağırlık tasarrufu veya verimliliği optimize edilmiş AM tasarımları, parça üretiminin kendisinden kaynaklanan emisyonlardan çok daha büyük olabilir" diyor. "Ancak, eğer varsa, kullanımdaki tasarruflar büyük ölçüde uygulamaya bağlıdır."

Verimliliği artıran daha hafif tasarımlarına ve parça konsolidasyonuna ek olarak, eklemeli olarak üretilen parçaların çoğunun yerel olarak üretilmesi, nakliye ve ilgili emisyonların ortadan kaldırılması gerçeği, AM'nin lehine olan başka bir veri noktasıdır. Ayrıca, yedek parça envanterlerini, depolarda bekleyen fiziksel parçalar yerine, gerektiğinde talep üzerine 3D yazdırılmaya hazır dijital formatta tutma uygulaması da ortaya çıkıyor.

İleriye dönük olarak Ampower, hammadde üretiminde artan geri dönüşüm oranlarının ve %100 geri dönüştürülmüş malzemeden yeni metal tozu üretim teknolojilerinin, 3D baskının CO2 ayak izini daha da azaltmada önemli bir etkisi olacağını söylüyor.