Да ли је 3Д штампа решење за одрживу производњу?

3Д штампа, или адитивна производња (АМ) како се назива у индустријским апликацијама, добија упориште у фабрикама и радњама широм земље. У поређењу са традиционалном производњом, може бити бржа, јефтинија и флексибилнија, али колико је одржива? Може ли то помоћи компанијама као што су ГЕ, Сиеменс и Фолксваген — компанијама које су усвојиле АМ и обећале да ће смањити свој угљенични отисак — да остваре своје циљеве одрживости?

Нова алатка излази ове недеље од Амповер, истраживачки центар и консултант за производњу адитива са седиштем у ЕУ, дизајниран је да помогне компанијама да измере потрошњу енергије и емисију ЦО2 металног 3Д штампања.

Нови калкулатор одрживости компаније је алат за произвођаче да уносе и упоређују различите изборе металних материјала и комбинације АМ технологије како би одредили резултирајућу емисију ЦО2. Опције прилагођавања и замене могу узети у обзир изборе направљене у глобално дистрибуираном ланцу процеса.

„Не постоји општи одговор на то која производна технологија има најмањи отисак угљеника“, каже Амповер у свом новом извештају Одрживост производње металних адитива, пошто на укупни отисак у великој мери утичу тип метала и геометрија дела. Међутим, упоређујући два слична дела: 1,000 носача дизајнираних за глодање у односу на 1,000 сличних носача дизајнираних за 3Д штампање, калкулатор је открио да ливење у песак има најнижу емисију ЦО2 када су делови направљени од алуминијума. Али промените материјал и једначина се помера. Исти носачи традиционално мљевени у титанијуму резултирају двоструко већим нивоом ЦО2 у односу на АМ технологије, као нпр фузија ласерског кревета праха бризгање везива.

Поређење одрживости АМ и традиционалне производње се не завршава када се део производи, тврде многи у индустрији 3Д штампања. Постоји ефекат „кноцк-он“ адитива произведених делова који омогућавају очување далеко низ ланац вредности. Узмите у обзир горе поменуте заграде, који се користе у ваздухопловству.

Код делова авиона, тежина је често директно повезана са потрошњом горива и, према томе, емисијом ЦО2. Технологија 3Д штампања може да креира облике који нису могући са другим технологијама, омогућавајући делове који користе мање материјала и теже, али су једнаке снаге. Пример носача АМповер дизајниран за АМ на слици испод користи мање материјала од конвенционално произведене верзије.

„Надамо се да ће компаније користити алат да оптимизују своје процесе и делове у правцу ниског угљичног отиска“, каже Маттхиас Сцхмидт-Лехр, Амповер-ов менаџер. „Такође, требало би да унесе јасноћу у вези са питањем где адитивна производња може допринети мањем отиску и где су традиционалне технологије ефикасније.

Према Амповер-у, уштеда тежине од 1 кг у авиону значи годишњу уштеду од 2,500 литара керозина, а уз претпоставку животног века авиона од 20 година, ово резултира уштедом до 126,000 кг ЦО2. „Сличне уштеде се могу постићи за многе друге примене, као што су мотори, пумпе или турбине, где смањење тежине или повећање перформанси имају велики утицај на емисију током употребе“, каже Шмит-Лер.

Када се адитивна производња процењује као одржива победа за производњу, ту је, у апликацијама крајње употребе, где технологија заиста може да заблиста. „Уштеде на тежини или ефикасности оптимизованих АМ дизајна током употребе могу бити много веће од емисије из саме производње делова“, каже Амповер у свом најновијем извештају. „Међутим, уштеде у употреби, ако постоје, у великој мери зависе од апликације.

Поред њиховог дизајна мање тежине и консолидације делова, што повећава ефикасност, чињеница да се већина адитивно произведених делова производи локално, елиминишући транспорт и повезане емисије, је још један податак у прилог АМ-у. Такође постоји пракса да се залихе резервних делова држе у дигиталном формату спремне за 3Д штампање на захтев по потреби, уместо да се физички делови налазе у складиштима.

Гледајући унапред, Амповер каже да ће повећање стопе рециклирања у производњи сировина и нове технологије производње металног праха од 100% рециклираног материјала имати значајан утицај на још више смањење ЦО3 отиска 2Д штампања.