Vai 3D drukāšana ir ilgtspējīgas ražošanas risinājums?

3D drukāšana jeb piedevu ražošana (AM), kā to sauc rūpnieciskos lietojumos, visā valstī ieņem stabilu vietu rūpnīcās un veikalu stāvos. Salīdzinot ar tradicionālo ražošanu, tā var būt ātrāka, lētāka un elastīgāka, taču cik tā ir ilgtspējīga? Vai tas var palīdzēt tādiem uzņēmumiem kā GE, Siemens un Volkswagen — uzņēmumiem, kas ir pieņēmuši AM un ir apņēmušies samazināt savu oglekļa pēdu — sasniegt savus ilgtspējības mērķus?

Jauns rīks šonedēļ no plkst Spēks, ES bāzēta piedevu ražošanas ideju laboratorija un konsultāciju uzņēmums, ir paredzēts, lai palīdzētu uzņēmumiem izmērīt metāla 2D drukāšanas enerģijas patēriņu un CO3 emisijas.

Uzņēmuma jaunais Ilgtspējības kalkulators ir rīks ražotājiem, lai ievadītu un salīdzinātu dažādas metāla materiālu izvēles un AM tehnoloģiju kombinācijas, lai noteiktu radītās CO2 emisijas. Pielāgošanas opcijas un ignorēšana var ņemt vērā izvēles, kas veiktas visā globāli izplatītajā procesa ķēdē.

"Nav vispārīgas atbildes uz to, kurai ražošanas tehnoloģijai ir viszemākā oglekļa pēda," teikts Ampower savā jaunajā ziņojumā Metāla piedevu ražošanas ilgtspējība, jo kopējo nospiedumu lielā mērā ietekmē metāla veids un detaļas ģeometrija. Tomēr, salīdzinot divas līdzīgas daļas: 1,000 kronšteinus, kas paredzēti frēzēšanai, un 1,000 līdzīgu kronšteinu, kas paredzēti 3D drukāšanai, kalkulators atklāja, ka smilšu liešanai bija vismazākās CO2 emisijas, ja detaļas ir izgatavotas no alumīnija. Bet mainiet materiālu, un vienādojums mainās. Tie paši kronšteini, kas tradicionāli frēzēti titānā, rada divreiz augstāku CO2 līmeni nekā AM tehnoloģijas, piemēram, lāzera pulvera gultas saplūšana un saistvielu strūklu.

AM un tradicionālās ražošanas ilgtspējības salīdzināšana nebeidzas, kad daļa ir izgatavota, daudzi 3D drukas nozares pārstāvji apgalvo. Ar piedevām ražotām detaļām ir papildu efekts, kas ļauj saglabāt vērtību visā vērtību ķēdē. Apsveriet iepriekš minētos kronšteinus, kas tiek izmantoti kosmosa vajadzībām.

Lidmašīnu detaļu svars bieži ir tieši saistīts ar degvielas patēriņu un līdz ar to arī CO2 emisijām. 3D drukāšanas tehnoloģija var radīt formas, kas nav iespējamas ar citām tehnoloģijām, kas ļauj izmantot detaļas, kas izmanto mazāk materiālu un sver mazāk, bet ir vienādas stiprības. AMpower piemēra kronšteins, kas paredzēts AM, kas parādīts zemāk, izmanto mazāk materiāla nekā parasti ražotā versija.

"Mēs ceram, ka uzņēmumi izmantos šo rīku, lai optimizētu savus procesus un daļas, lai radītu zemu oglekļa emisiju," saka Matiass Šmits-Lērs, Ampower vadošais partneris. "Tāpat tam vajadzētu radīt skaidrību jautājumā par to, kur piedevu ražošana var veicināt mazāku nospiedumu un kur tradicionālās tehnoloģijas ir efektīvākas."

Saskaņā ar Ampower teikto, 1 kg svara ietaupījums lidmašīnā nozīmē 2,500 litru petrolejas ietaupījumu gadā, un, pieņemot, ka lidmašīnas kalpošanas laiks ir 20 gadi, tas ļauj ietaupīt līdz pat 126,000 2 kg COXNUMX. "Līdzīgus ietaupījumus var panākt daudzām citām vajadzībām, piemēram, dzinējiem, sūkņiem vai turbīnām, kur svara samazināšanai vai veiktspējas palielināšanai ir liela ietekme uz emisijām lietošanas laikā," saka Šmits-Lērs.

Novērtējot piedevu ražošanu kā ilgtspējīgu ieguvumu ražošanai, šī tehnoloģija patiešām var parādīties galapatēriņa lietojumos. “Izmantojot svara ietaupījumu vai optimizētu AM konstrukciju efektivitāti, var būt daudz vairāk nekā emisiju no pašas detaļu ražošanas,” teikts Ampower savā jaunākajā ziņojumā. "Tomēr lietošanas ietaupījumi, ja tādi pastāv, ir ļoti atkarīgi no lietojumprogrammas."

Papildus to vieglākajam svaram un detaļu konsolidācijai, kas palielina efektivitāti, fakts, ka lielākā daļa aditīvi ražoto detaļu tiek ražotas uz vietas, novēršot piegādi un ar to saistītās emisijas, ir vēl viens datu punkts AM labā. Ir arī jauna prakse rezerves daļu krājumus glabāt digitālā formātā, kas ir gatavi 3D drukāšanai pēc pieprasījuma, nevis kā fiziskas daļas, kas atrodas noliktavās.

Raugoties nākotnē, Ampower saka, ka otrreizējās pārstrādes līmeņa paaugstināšana izejvielu ražošanā un jaunas metāla pulvera ražošanas tehnoloģijas no 100% pārstrādāta materiāla būtiski ietekmēs 3D drukāšanas CO2 emisijas samazināšanu vēl vairāk.