3D 프린팅은 지속 가능한 제조 솔루션입니까?

산업 응용 분야에서 3D 프린팅 또는 적층 제조(AM)라고 불리는 기술이 미국 전역의 공장과 작업 현장에서 발판을 마련하고 있습니다. 기존 제조 방식과 비교할 때 더 빠르고 저렴하며 유연할 수 있지만 얼마나 지속 가능한가요? AM을 채택하고 탄소 발자국을 줄이겠다고 약속한 GE, Siemens, Volkswagen과 같은 회사가 지속 가능성 목표를 달성하는 데 도움이 될까요?

이번 주에 나온 새로운 도구 암파워, EU 기반 적층 제조 싱크 탱크 및 컨설팅 회사는 기업이 금속 2D 프린팅의 에너지 소비 및 CO3 배출량을 측정하는 데 도움을 주기 위해 설계되었습니다.

회사의 새로운 지속 가능성 계산기는 제조업체가 다양한 금속 재료 선택과 AM 기술 조합을 입력하고 비교하여 결과적으로 CO2 배출량을 결정할 수 있는 도구입니다. 사용자 지정 옵션 및 재정의는 전 세계적으로 분산된 프로세스 체인 전체에서 이루어진 선택을 설명할 수 있습니다.

Ampower는 새로운 보고서에서 "어떤 제조 기술이 탄소 발자국이 가장 낮은지에 대한 일반적인 답은 없습니다"라고 말합니다. 금속 적층 제조의 지속 가능성, 전체 설치 공간은 금속 유형과 부품 형상의 영향을 많이 받기 때문입니다. 그러나 두 개의 유사한 부품(밀링되도록 설계된 브래킷 1,000개와 1,000D 인쇄용으로 설계된 유사한 브래킷 3개)을 비교하면서 계산기는 부품이 알루미늄으로 만들어졌을 때 모래 주조가 가장 낮은 CO2 배출량을 가짐을 발견했습니다. 그러나 재료를 바꾸면 방정식이 바뀝니다. 전통적으로 티타늄으로 밀링된 동일한 브래킷은 다음과 같은 AM 기술보다 CO2 수준이 두 배 높습니다. 레이저 파우더 베드 퓨전 과 바인더 분사.

AM과 기존 제조의 지속 가능성을 비교하는 것은 부품이 제조될 때 끝나지 않는다고 3D 프린팅 업계의 많은 사람들이 주장합니다. 가치 사슬 아래까지 보존을 가능하게 하는 적층 제조 부품에는 연쇄 효과가 있습니다. 항공 우주 응용 분야에 사용되는 위에서 언급한 브래킷을 고려하십시오.

항공기 부품의 경우 중량은 종종 연료 소비 및 CO2 배출량과 직접적으로 연결됩니다. 3D 프린팅 기술은 다른 기술로는 불가능한 형상을 만들 수 있어 재료를 덜 사용하고 무게는 적지만 강도는 동일한 부품을 가능하게 합니다. 아래 사진의 AM용으로 설계된 AMpower의 예제 브래킷은 기존에 제조된 버전보다 적은 재료를 사용합니다.

Ampower의 관리 파트너인 Matthias Schmidt-Lehr는 "기업이 이 도구를 사용하여 탄소 발자국을 줄이기 위해 프로세스와 부품을 최적화하기를 바랍니다. "또한 적층 제조가 발자국을 줄이는 데 기여할 수 있는 부분과 기존 기술이 더 효율적인 부분에 대한 질문에 대한 명확성을 제공해야 합니다."

Ampower에 따르면 비행기에서 1kg의 무게를 줄이면 연간 2,500리터의 등유를 절약할 수 있으며, 항공기의 수명을 20년으로 가정하면 최대 126,000kg의 CO2를 절약할 수 있습니다. Schmidt-Lehr는 "엔진, 펌프 또는 터빈과 같이 중량 감소 또는 성능 향상이 사용 중 배기 가스에 큰 영향을 미치는 다른 많은 응용 분야에서도 비슷한 절감 효과를 얻을 수 있습니다."라고 말합니다.

적층 제조를 제조의 지속 가능한 승리로 평가할 때 기술이 진정으로 빛날 수 있는 최종 사용 애플리케이션이 바로 여기에 있습니다. Ampower는 최신 보고서에서 "사용 중 중량 절감 또는 효율성 최적화 AM 설계는 부품 생산 자체에서 발생하는 배출량보다 훨씬 클 수 있습니다. "하지만 사용 중 절감 효과가 있는 경우 애플리케이션에 따라 크게 달라집니다."

효율성을 높이는 경량 설계 및 부품 통합 외에도 대부분의 적층 제조 부품이 현지에서 생산되어 운송 및 관련 배출을 제거한다는 사실은 AM이 선호하는 또 다른 데이터 포인트입니다. 또한 예비 부품 재고를 창고에 보관하는 물리적 부품 대신 필요에 따라 3D 인쇄할 수 있도록 디지털 형식으로 보관하는 새로운 관행이 있습니다.

Ampower는 앞으로 원료 생산의 재활용률을 높이고 100% 재활용된 재료를 사용한 새로운 금속 분말 생산 ​​기술이 3D 프린팅의 CO2 발자국을 줄이는 데 상당한 영향을 미칠 것이라고 말했습니다.