Согласно данным AMGTA Life, Binder Jetting снижает выбросы углекислого газа на 38 %.

Глобальная торговая группа производителей добавок Green Trade Association (AMGTA) объявила о предварительных результатах исследования по анализу жизненного цикла под названием «Сравнительная оценка жизненного цикла: сравнение литья и струйной обработки связующим для промышленных деталей». Анализ подчеркивает значительные экологические преимущества использования струйной обработки связующим по сравнению с традиционными методами литья металла.

Исследование было заказано AMGTA, которая занимается продвижением устойчивых практик аддитивного производства. LCA была проведена Йельской школой окружающей среды (YSE) в партнерстве с производителем промышленных 3D-принтеров Desktop Metal. Компания Trane Technologies, американский «инноватор в области климата», также участвовала в проекте.

Чтобы определить сравнительное воздействие на окружающую среду 3D-печати с использованием связующего струи по сравнению с литьем металла, команда проанализировала производство стального спирального охладителя в системе HVAC компании Trane.

Предварительные результаты показали сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) на 38% за счет процесса струйной очистки связующего. Это сокращение было в первую очередь обусловлено снижением спроса на энергию на этапе производства.

«До этого проекта неопределенность относительно выбросов в течение жизненного цикла при струйной очистке связующего по сравнению с традиционными производственными подходами была препятствием для внедрения AM», — прокомментировал Кевин Клуг, ведущий инженер по аддитивному производству компании Trane Technologies. «Благодаря результатам этого исследования компания Trane Technologies сможет лучше всесторонне учитывать стоимость, производительность и воздействие AM на окружающую среду на более ранних этапах цикла проектирования продукта, когда риск наименьший, а потенциальные выгоды самые высокие».

Шерри Монро, исполнительный директор AMGTA, добавила: «Обнародование этих результатов имеет важное значение для индустрии AM и для компаний в более широком производственном секторе, которые ищут более устойчивые методы производства. Благодаря этому исследованию мы можем количественно оценить снижение энергопотребления при струйной обработке связующего по сравнению с традиционным литьем, в то же время, возможно, преподнося некоторые сюрпризы в отношении незначительного воздействия, оказываемого облегчением в этом конкретном случае использования».

Как проводилась LCA?

AMGTA заказала LCA в 2021 году, чтобы лучше понять потенциал струйной обработки связующего для замены традиционного литья в песчаные формы в качестве более экологичного метода производства.

В исследовании, проводившемся в течение двух лет, был проанализирован жизненный цикл производства набора свитков от «от колыбели до ворот». Этот набор спиралей, состоящий из фиксированной и вращающейся улиток, был изготовлен компанией Trane Technologies как часть системы HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).

В ходе исследования, проходившего на предприятии Trane в Нью-Мексико, оценивался традиционный процесс литья с последующей механической обработкой, нанесением покрытия и отделкой. Затем была использована струйная обработка аддитивным связующим для 3D-печати, отверждения и спекания той же конструкции набора свитков. В обоих производственных процессах использовались одни и те же этапы нанесения покрытия и отделки.

Ключевые выводы анализа

Сравнив эти два метода производства, команда обнаружила, что выбросы парниковых газов в результате аддитивного производства снизились на 38% по сравнению с традиционным процессом литья.

Однако в исследовании отмечается, что изменение конструкции с целью облегчения конструкции решетчатого типа в конечном итоге оказало «незначительное» влияние на ограничение выбросов парниковых газов. Это связано с тем, что большая часть электроэнергии была потрачена на этапы 3D-печати, отверждения и спекания, на которые не повлияли бы структуры решетчатого типа. Говорят, что габаритные размеры детали и эффективное использование объемов 3D-печати сыграли более важную роль, чем ее вес.

В целом, исследование предполагает, что уменьшение массы спирального набора на 10% приведет к сокращению выбросов парниковых газов на 1%. Тем не менее, LCA утверждает, что облегчение может принести экологические выгоды на этапе использования, что не оценивалось в этом исследовании. Кроме того, было подчеркнуто, что объемы производства играют значительную роль в выбросах парниковых газов в процессе 3D-печати. Особенно это касается менее эффективного использования объемов сборки и небольших пакетных операций.