Дали 3D печатењето е решение за одржливо производство?

3D печатењето, или производството на адитиви (AM) како што се нарекува во индустриските апликации, добива основа во фабриките и продавниците низ целата земја. Во споредба со традиционалното производство, може да биде побрзо, поевтино и пофлексибилно, но колку е одржливо? Дали може да им помогне на компаниите како GE, Siemens и Volkswagen - компании кои го усвоија AM и ветија дека ќе го намалат нивниот јаглероден отпечаток - да ги постигнат своите цели за одржливост?

Нова алатка излезе оваа недела од Моќ, тинк-тенк и консултантски центар за производство на адитиви со седиште во ЕУ, е дизајниран да им помогне на компаниите да ја измерат потрошувачката на енергија и емисијата на CO2 од металното 3D печатење.

Новиот калкулатор за одржливост на компанијата е алатка за производителите да внесуваат и споредуваат различни избори на метални материјали и комбинации на AM технологија за да ги одредат добиените емисии на CO2. Опциите за приспособување и отфрлањата може да ги откријат изборите направени низ глобално дистрибуираниот синџир на процеси.

„Нема општ одговор за тоа која производна технологија има најмал јаглероден отпечаток“, вели Ampower во својот нов извештај. Одржливост на производството на метални адитиви, бидејќи севкупниот отпечаток е под големо влијание од видот на металот и геометријата на делот. Меѓутоа, споредувајќи ги два слични делови: 1,000 држачи дизајнирани за мелење наспроти 1,000 слични држачи дизајнирани за 3D печатење, калкулаторот откри дека леењето со песок има најниски емисии на CO2 кога деловите се направени од алуминиум. Но, сменете го материјалот, и равенката се менува. Истите држачи традиционално мелени во титаниум резултираат со нивоа на CO2 двојно повисоки од AM технологиите, како на пр. ласерска фузија на креветот во прав млаз на врзивно средство.

Споредувањето на одржливоста на AM и традиционалното производство не завршува кога делот се произведува, тврдат многумина во индустријата за 3D печатење. Има ефект на удар со делови произведени со адитиви што овозможува зачувување далеку по синџирот на вредност. Размислете за заградите споменати погоре, кои се користат за воздушни апликации.

Кај деловите на авионот, тежината често е директно поврзана со потрошувачката на гориво и, според тоа, со емисиите на CO2. Технологијата за 3D печатење може да создаде форми што не се можни со друга технологија, овозможувајќи делови што користат помалку материјал и тежат помалку, но се еднакви по цврстина. Примерниот држач на AMpower дизајниран за AM на сликата подолу користи помалку материјал од конвенционално произведената верзија.

„Се надеваме дека компаниите ќе ја користат алатката за да ги оптимизираат своите процеси и делови кон ниско ниво на јаглерод“, вели Матијас Шмит-Лер, управен партнер на Ampower. „Исто така, треба да донесе јасност во однос на прашањето, каде производството на адитиви може да придонесе за помало влијание и каде традиционалните технологии се поефикасни“.

Според Ampower, заштедата на тежина од 1 кг во авион значи годишна заштеда од 2,500 литри керозин, а, ако се претпостави 20-годишен животен век на авион, тоа резултира со заштеда до 126,000 kg CO2. „Слични заштеди може да се направат за многу други апликации, како што се мотори, пумпи или турбини, каде што намалувањето на тежината или зголемувањето на перформансите имаат големо влијание врз емисиите при употреба“, вели Шмит-Лер.

Кога се оценува производството на адитиви како одржлива победа за производството, тука е, во апликациите за крајна употреба, каде технологијата навистина може да блесне. „Заштедите при употреба на тежина или оптимизираните AM дизајни за ефикасност може да бидат многу поголеми од емисијата од самото производство на делови“, вели Ampower во својот најнов извештај. „Сепак, заштедите при употреба, доколку ги има, силно зависат од апликацијата“.

Покрај нивниот дизајн со помала тежина и консолидација на делови, што ја зголемува ефикасноста, фактот што повеќето делови што се произведуваат со адитиви се произведуваат локално, со што се елиминира транспортот и поврзаните емисии, е уште една точка на податоци во корист на AM. Постои, исто така, новонастаната практика на чување на залихи на резервни делови во дигитален формат подготвен за 3D печатење по потреба, наместо како физички делови во магацини.

Гледајќи напред, Ampower вели дека зголемувањето на стапките на рециклирање во производството на суровини и новите технологии за производство на метален прав од 100% рециклиран материјал ќе имаат значително влијание врз намалувањето на отпечатокот на CO3 на 2D печатењето уште повеќе.