AMGTA、3Dプリント工業部品の最新ライフサイクル分析の予備結果を発表

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-8-8 13:43 に最後に編集されました

2023 年 8 月 8 日、Antarctic Bear は、Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) がバインダージェッティング 3D プリントプロセスに関するライフサイクル分析研究の予備結果を発表したことを知りました。

△デスクトップメタルのバインダージェット3Dプリント技術図この研究は、エール大学環境大学院（YSE）がデスクトップメタルおよびトレンテクノロジーズと共同で実施し、スチールスクロールチラーの製造におけるバインダージェット3Dプリントと従来の金属鋳造の影響を比較しました。初期結果では、製造段階でのエネルギー要件が削減されたため、バインダージェッティング 3D 印刷プロセスが改善されたことが示されています。

AMGTA のエグゼクティブディレクターである Sherri Monroe 氏は、次のようにコメントしています。「この研究の発表は、3D プリントや製造業全般において、より持続可能な生産方法を求めている企業にとって重要な意味を持ちます。この研究を通じて、従来の鋳造法と比較してバインダージェッティングのエネルギー要件がどれだけ削減されるかを定量化することができ、この使用例における軽量化の影響が無視できるほど小さいことに驚きを感じるかもしれません。」

△トレインテクノロジーズは、2030年までに顧客の二酸化炭素排出量を10億トン削減する計画だ
温室効果ガス排出量が38%削減

過去 2 年間にわたって実施されたこの研究は、Trane 社が製造したスクロールデバイスのライフサイクル全体の分析に重点を置いています。この装置は固定スクロールと軌道スクロールで構成されており、主に HVAC システムで使用されます。

この研究では、従来の鋳造プロセスを評価し、同じ施設で 3D プリント、硬化、焼結、メッキ、仕上げのステップを含む添加剤バインダージェッティングプロセスを使用して製造された同じスクロールデバイス設計を比較しました。比較分析の結果、3D プリントの製造プロセスによる温室効果ガスの排出量が 38% 削減されることが分かりました。

この研究では、格子型構造による軽量再設計によって、電力消費の大部分が格子構造の影響を受けないため、必ずしも温室効果ガスの排出量がさらに削減されるとは限らないと指摘している。しかし、この研究では、軽量化により使用段階で環境上の利点が得られる可能性があることが判明しましたが、これは今回の研究には含まれていませんでした。さらに、この研究では、渦流装置の質量が 10% 削減されると、温室効果ガスの排出量が 1% 削減されると述べられています。

「このプロジェクトが行われるまでは、バインダージェッティングのライフサイクル排出量が従来の製造方法に比べて不確実であることが、3D プリンティング製造の導入の障壁となっていました」と、Trane Technologies の主任積層造形エンジニアである Kevin Klug 氏は述べています。「この研究結果に基づき、Trane Technologies は、リスクが最も低く、潜在的なメリットが最も高い製品設計サイクルの早い段階で、積層造形のコスト、生産性、環境への影響を十分に検討できる立場にいます。」

△顧客の二酸化炭素排出量削減を支援するTrane Technologiesの目標フレームワーク
3Dプリントは材料の節約以外にも多くの利点がある

この調査では、エネルギー構造と製造工場の所在地の持続可能性が温室効果ガスの排出に大きな影響を与えることも判明した。さらに、製造される部品の全体的なサイズと、製造される印刷物の量も排出量に影響を与えます。この研究では、研究者らは鋳造技術とバインダー噴射技術を使用して、固定スクロールと軌道スクロールで構成される単一のスクロールデバイスを製造しました。

さらに、この研究では、粉末製造は鋼鋳造の約2倍の環境影響を及ぼしているものの、この増加は温室効果ガスの総排出量のわずかな割合を占めるに過ぎず、全体的な研究結果に大きな影響を与えないことが判明しました。

クルーグ氏は次のように付け加えた。「トレインテクノロジーズは、より持続可能な世界で何ができるかに果敢に挑戦することに注力しています。これには、環境への影響を抑えながら製造および運用できる高度な気候制御ソリューションの設計が含まれます。金属 3D プリントは、この追求においてますます実行可能なツールになるでしょう。バインダージェッティングは、3D プリント製造技術の中でも比較的高速で低コストであるため、HVAC コンポーネントを相当量製造するのに特に有望です。」

△3Dプリントブラケット（左）と従来のデザイン（右）の比較
AMGTA は、2024 年初頭に研究の完全な結果を発表する予定であり、追加の独立した研究は 2023 年を通じて発表される予定です。今年初め、AMGTA は委託研究論文を初めて発表し、3D プリントで設計されたステントは従来の方法で製造されたステントよりも持続可能であることが判明しました。

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