Organisasjonen Additive Manufacturer Green Trade Association (AMGTA) har publisert sitt første bestilte universitetsforskningsarbeid om miljøeffekter av 3D-printing i metall.
Handelsgruppen ble opprinnelig dannet i 2019, med hovedmålet å fremme fordelene ved teknologien, av grunnleggerne Sintavia, Taiyo Nippon Sanso Corporation og QC Laboratories for å nevne noen. AMGTA har også en rekke store navn i bransjen som fungerer som deltakende medlemmer, inkludert OEM-produsenter av 3D-printere EOS, GE Additive og SLM Solutions.
Kunnskapens tilstand
Den litteraturtunge gjennomgangen har tittelen «State of Knowledge on the Environmental Impacts of Metal Additive Manufacturing», og ble produsert av medforfattere Dr. Jeremy Faludi fra Delft University of Technology og Corrie Van Sice fra Dartmouth College.
Forfatterne sier at det tar sikte på å «oppsummere nåværende kunnskap og identifisere områder der informasjonen er sparsom, uklar og sårt tiltrengt». Strukturelt konsoliderer rapporten eksisterende akademisk litteratur om miljøeffektene av teknologien, sammenligner den med tradisjonell produksjon og dykker dypere inn i spesifikke materialer og prosesser fra en materialdatabase.
Miljøpåvirkninger av 3D-printing i metall
Markedet for additiv tilvirkning i metall er et raskt voksende marked, verdsatt av rapporten til 1 milliard dollar i 2020, og den forventes å vokse over 27% årlig i løpet av de kommende årene. Selv om det finnes en rekke underteknologier som driver markedet, som SLM, EBM og DED, gir de alle sammen lignende fordeler i forhold til konvensjonelle subtraktive og formative produksjonsprosesser. Nemlig større grad av designfrihet, monteringskonsolidering, lettere deler og mer kostnadseffektiv produksjon (forutsatt at produksjonsvolumet er under en viss terskel).
Høyere karbonavtrykk per kg behandlet materiale
AMGTAs viktigste funn er at additiv produksjon i gjennomsnitt har et høyere karbonavtrykk per kg behandlet materiale enn konvensjonelle metoder når de utelukkende vurderer den direkte produksjonsprosessen. Imidlertid hadde geometrien til den delen som produseres en stor innvirkning på dette resultatet – det er å foretrekke å bearbeide en solid kube subtraktivt, mens det er best å 3D-printe hule objekter, gitter og andre geometrier med komplekse krumninger og indre kanaler. Derfor mener forfatterne det vil være fordelaktig å vedta en standard referansedel, eller deler, for å gjøre sammenligningsprosessen enklere. Altså at man definerer et objekt eller flere, og tilvirker de i de forskjellige teknologiene for deretter å sammenlikne hva som er best for planeten.
Sherry Handel, administrerende direktør for AMGTA, forklarer: «Ingen hadde forventet at additiv tilvirkning i metall skulle være en mer bærekraftig måte å produsere grunnleggende metalldeler på, på grunn av den fokuserte energien som ligger i lasersmelting. Men additiv tilvirkning bør representere et mer bærekraftig kurs for produksjon av ferdige presisjonskomponenter.»
Forskningsrapporeten fortsetter med å si at det kreves ytterligere studier rundt vurdering av livssyklus (LCA) for å kvantifisere disse effektene, som AMGTA planlegger å ta i bruk. Fremtidige vurderinger bør ideelt sett også omfatte hele produktets livssyklus, da prosesser som utvinning av råvarer, forstøvning av gass og logistikk utvilsomt vil ha stor innvirkning på det resulterende karbonavtrykket. Ytterligere detaljer om prosjektet finner du i forskningsrapporten her.
Kilde: 3DprintingIndustry.com
