AMGTA公布了3D打印工业零件最新生命周期初步分析结果

2023年8月8日，南极熊获悉，增材制造商绿色贸易协会（AMGTA）宣布了一项关于粘合剂喷射3D打印工艺的生命周期分析研究初步结果。

△Desktop Metal的粘合剂喷射3D打印技术示意

这项研究由耶鲁大学环境学院（YSE）与Desktop Metal和特灵科技（Trane Technologies）合作进行，旨在比较粘合剂喷射3D打印和传统金属铸造，在制造钢制涡旋冷水机组方面的影响。初步结果显示，粘合剂喷射3D打印过程由于减少了生产阶段的能源需求而得到改善。

AMGTA执行董事Sherri Monroe评论说：“该研究的发布，对于3D打印以及更广泛的制造业中寻求更可持续生产方法的公司来说，意义重大。通过这项研究，我们能够量化粘合剂喷射相对于传统铸造减少的能源需求，并且可能在此用例中轻量化带来的微不足道的影响中提供一些惊喜。”

△特灵科技计划在2030年，帮助客户减少碳足迹减少10亿吨

温室气体排放量减少了38%

近两年的研究，主要分析了特灵制造的涡旋装置的整个生命周期。该装置由固定涡旋件和绕动涡旋件组成，主要用于暖通空调系统。

研究评估了传统的铸造工艺，并比较了同样的涡旋装置设计在3D打印、固化、烧结的添加剂粘合剂喷射工艺，以及相同设施中的电镀和精加工步骤下的制造情况。比较分析结果显示，3D打印制造工艺的温室气体排放量减少了38%。

研究指出，通过晶格型结构进行轻量化重新设计不一定能进一步减少温室气体排放量，因为大部分电力消耗不受晶格型结构的影响。然而，研究发现，轻量化可能在使用阶段提供环境效益，这一点在该研究中没有包括。此外，研究还指出，如果涡旋装置的质量减少了10%，将导致温室气体排放量减少1%。

特灵科技首席增材制造工程师Kevin Klug表示：“在这个项目之前，相对于传统制造方法，粘合剂喷射的生命周期排放的不确定性一直是3D打印制造采用的障碍。根据这项研究的结果，特灵科技能够更好地在产品设计周期的早期阶段全面考虑增材制造的成本、生产率和环境影响，这是风险最低、潜在效益最高的时候。”

△特灵科技为了帮助客户减少碳足迹，而制定的目标框架

3D打印除节约材料还有多种好处

研究还发现，制造工厂所在地的能源结构以及能源的可持续性，对温室气体排放量有着重要影响。此外，所生产零件的整体尺寸和打印量也会对排放量产生影响。在这项研究中，研究人员使用铸造和粘合剂喷射技术，制造了由固定涡旋件和绕动涡旋件组成的单个涡旋装置。

此外，研究还发现，尽管粉末生产对环境的影响大约是铸钢的两倍，但这种增加在温室气体排放总量中仅占很小比例，并且在整体研究结果中并没有产生重大影响。

Klug补充道：“特灵科技致力于大胆挑战可持续发展世界的可能性。这包括设计先进的气候控制解决方案，这些解决方案的制造和运行可以减少对环境的影响。金属3D打印技术将成为这一追求中越来越可行的工具，而粘合剂喷射在3D打印制造技术中相对较高的速度和较低的成本，使它在相关产量的暖通空调部件制造方面特别有前景。”

△3D打印设计的支架（左）和传统设计（右）的比较

AMGTA预计将于2024年初发布该研究的完整结果，并预计在2023年全年发布更多独立研究。今年早些时候，AMGTA发表了第一篇委托研究论文，该论文发现由3D打印设计的支架比传统制造的支架更具可持续性。