增材制造的碳足迹是否小于传统制造方法?
为促进增材制造的环境效益而成立的增材制造商绿色贸易协会 (AMGTA) 认为是这样。它正在资助研究以找出答案。该集团正在赞助一系列面对面的生命周期评估 (LCA) 项目,以比较 AM 和传统流程。正在进行的有两个项目,一个用于粘合剂喷射,另一个用于粉末床熔合。另外两项赞助正在进行中,用于另外两项增材制造工艺,一项包括聚合物,一项包括金属。
AMGTA 执行董事 Sherry Handel 表示,这项研究的资金完全来自会员会费。这些成员包括 3D Systems、Barnes Global Advisors、BASF、EOS、GE Additive、HP、Materialise、Siemens、Sintavia、Stratasys、Stryker 和 Trumpf 等公司。 Syntavia 首席执行官 Brian Neff 于 2019 年创立了该集团。
“我们正在寻找全l 从从地下开采矿石到制造增材制造金属零件的过程中发生的一系列环境影响,以及整个过程中的所有环境影响,直至并通过生产、组装、分销、运输等,然后再做与传统方法相同的东西,才能真正公平地将它们进行比较,以确定哪种方法是最环保的,”Handel 说。 “所以它非常稳健。”
在 AMGTA 看来,它有助于填补增材制造研究的空白,迄今为止,增材制造研究已被细分以评估机器的浪费和能源使用等特定领域,Handel说。 “但几乎没有生命周期评估研究,”她说。
AMGTA 受到其赞助的第一个项目的推动,开始进行 LCA 研究,该项目不是 LCA,而是文献综述。由此产生的论文“金属增材制造对环境影响的知识状况”发表于 o在该组织的网站上。
该报告“综合了现有学术文献,比较了金属增材制造与传统制造方法对环境的影响,并提供了材料数据库中常见金属和加工方法影响的背景,”据称到 AMGTA 的新闻稿。 “它的目标是总结当前的知识并确定信息稀少、不清楚和急需的领域。”
该论文的结论是增材制造在航空航天以外的行业没有回报,原因有二:首先是鉴于燃料成本高,其轻量化潜力;其次是航空航天器的寿命(25-30 年)。
但是,对像增材制造这样快速发展的技术进行多年研究的文献综述可能不如医学领域的文献综述有效变化发生得更慢。
“20 年前,这是非常正确的,”Deskt 的首席技术官 Jonah Myerberg 说op Metal,论文的结论。 “制作 3D 打印部件既费时又复杂,因此您需要找到合适的应用程序。”
2015 年,当打印过程变得更便宜、更快时,这种情况开始发生变化,导致成本更低的打印部件,他说:
“因此,与投资工具或其他制造工艺相比,现在更容易证明使用 3D 打印是合理的。事实上,早在 2015 年、2016 年、2017 年,我们就达到了这种平价,如果你想投资铸造或成型工具或某种大批量制造工艺与 3D 打印,成本大致相同。您基本上可以以大致相同的成本来做其中之一。
“现在我们已经开始超越这一点。原材料成本下降,印刷速度加快。我们已经到了临界点,现在航空航天绝不是唯一能够负担得起增材制造的行业。”