金属增材制造对环境的影响是什么?好还是坏 

由 3D打印新闻 发布于 2020-12-10 10:08 

3D打印行业研究 /[研究] /翻译
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不久之前,增材制造商绿色贸易协会(AMGTA)发布了有关金属增材制造对环境影响的报告。该研究是由代尔夫特理工大学的杰里米·法卢迪(Derre University of Technology)和达特茅斯学院(Dartmouth College)的科里·范·西斯(Corrie Van Sice)进行的,该研究将金属打印工艺与传统方法进行了比较,并询问金属打印工艺除了在某些情况下还具有经济和功能优势外,最终是否还会带来环境效益。通过进行这项调查,AMGTA旨在加深辩论:公司是否具备负责任的增材制造策略?金属3D打印技术是否提供了更可持续的未来?

这肯定是一个增长的过程:根据今年进行的Grand View Research研究,金属3D打印估计到2020年价值10亿美元,在未来几年中将以每年27%的速度增长。结合不同工艺,如激光粉末床熔合,定向能量沉积或EBM,金属增材制造在生产中具有多个优势:设计自由度,减少零件和组装步骤的总数,减少零件的重量,个性化等。在某些情况下,尤其是对于小批量生产的设计,它已成为传统工艺的明显替代方案(制造商将自己从生产昂贵模具的需求中解放了出来)。但这仍然是一种鲜为人知的制造方法,仍然需面临很多的挑战。

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金属增材制造在医疗领域特别受欢迎| 图片来源:EOS

环境影响就是其中之一,这是本研究的重点。AMGTA指出,这样做是为了“总结当前的知识并确定信息稀缺,不清楚和急需的领域”。作者比较零件生命周期每个阶段的金属3D打印和常规制造,尤其是研究材料(特别是不锈钢,铝和钛)的影响或它们的转变。他们还按活动领域进行了比较,即航空航天,汽车和医疗这三个行业,金属增材制造已经破坏了它们的生产过程。

金属3D打印对环境的影响更大
在进行研究时,作者得出一个结论:与传统的制造方法相比,金属增材制造的每千克加工材料具有更大的碳足迹。这表明增材制造通常是一种较不可持续的选择-因此必须找到可以带来其他好处的方案。这就是要根据生产的零件的几何形状来选择制作的方案,很明显实心立方体可以使用传统方法制造,但是最好使用3D打印来生产格子结构或空心壳体。

AMGTA执行董事Sherry Handel解释说:“鉴于激光聚变所固有的聚焦能量,没有人能期望增材制造是一种更可持续的生产基本金属零件的方式,但它应该为制造金属零件提供一条更可持续的道路。成品精密零件。“

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金属增材制造对于减少零件数量很有吸引力。在这种情况下,该发动机组件的制造中GE已从855个零件减少到12个。来源:GE公司的尼克·赫尔姆

作者指出,但是,需要进行更多比较才能更加准确。他们解释说,由于文献不是很广泛,他们目前缺乏数据。理想情况下,未来的评估还应该考虑整个产品生命周期,因为诸如原材料提取,气体雾化和物流之类的流程无疑将对由此产生的碳足迹产生重大影响。3D打印和后处理中的失败率等元素将需要仔细研究,因为它们也会影响碳足迹。

总而言之,增材制造中每千克材料的碳足迹似乎比传统的直接制造工艺高约十倍,但是在3D打印节省大量材料的情况下,其制造影响比机械加工要低,尤其是对于具有环境影响的材料,例如钛。最后,AMGTA为降低增材制造的碳足迹提供了一些建议:它鼓励用户通过共享打印机或减少未使用的打印空间来优化打印机的使用;用户还可以使用诸如熔点,反射率和热导率之类的因素来选择能最大程度降低处理能量的金属。
来源:3dnatives
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