Η Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) είναι ο πρώτος οργανισμός αφιερωμένος στη βιωσιμότητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης, με στόχο τη διεξαγωγή πρακτικής έρευνας σχετικά με τη χρήση ενέργειας και υλικών στην τρισδιάστατη εκτύπωση. Τον Απρίλιο του 2023, έμαθαν οι πολικές αρκούδες, η AMGTA κυκλοφόρησε την πρώτη της ανεξάρτητη μελέτη.
Η έκθεση, που ανατέθηκε από την AMGTA και συντάχθηκε από το Ινστιτούτο Αειφορίας Golisano του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Ρότσεστερ, με τίτλο «Σύγκριση της αξιολόγησης του κύκλου ζωής των υποστηρικτών στροβίλων χαμηλής πίεσης (LPT) μέσω δύο μεθόδων παραγωγής», ήταν μια διετής μελέτη. Συγκρίθηκε ο αντίκτυπος της παραγωγής εξαρτημάτων με τη χρήση λέιζερ σύντηξης μετάλλων σε κλίνη σκόνης έναντι της κατεργασίας CNC και ο αντίκτυπος μιας μείωσης βάρους κατά 50 τοις εκατό στη διάρκεια ζωής του αεροσκάφους. Τελικά, η μελέτη δεν μπόρεσε να προσδιορίσει ποια μέθοδος κατασκευής χρησιμοποιούσε περισσότερη ενέργεια, αλλά επιβεβαίωσε ότι οι ελαφροί κινητήρες εμπορικών αεροσκαφών και οι σκελετές αεροσκαφών έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις εκπομπές άνθρακα.
Η Sherri Monroe, Εκτελεστική Διευθύντρια της AMGTA δήλωσε: "Η κυκλοφορία αυτού του LCA με αξιολόγηση από ομοτίμους είναι άνευ προηγουμένου, ορόσημο για την AMGTA και η πρώτη φορά που μπορέσαμε να δημοσιεύσουμε απτά αποτελέσματα. Η σημασία του σχεδιασμού πρέπει να ληφθεί υπόψη ακόμη περισσότερο. Αυτό Η έρευνα δείχνει τον πραγματικό αντίκτυπο της κατασκευής προσθέτων στο μελλοντικό σχεδιασμό αεροσκαφών και κινητήρων και θέτει τα ερευνητικά θεμέλια για τη χρήση της τεχνολογίας κατασκευής προσθέτων σε άλλες βιομηχανίες και έργα».
Ο βραχίονας υπό μελέτη είναι ένας από τους 12 βραχίονες που συνδέουν την πολλαπλή καυσίμου με το περίβλημα της μονάδας στροβίλου χαμηλής πίεσης δύο κινητήρων στροβίλου GE Aviation CF6-80C2B6F σε ένα Boeing 767. Το εξάρτημα, που επιλέχθηκε για την απλότητά του, επανασχεδιάστηκε και παράγεται από το μέλος της AMGTA Sintavia σε έναν εκτυπωτή EOS M290 3D με τη χρήση σκόνης Höganäs AB Inconel 718. Εν τω μεταξύ, τα παραδοσιακά κατασκευασμένα εξαρτήματα κατασκευάζονται με CNC από ένα μηχανουργείο με έδρα το Τενεσί.
Σύμφωνα με τη Sintavia, ο βελτιστοποιημένος βραχίονας AM ζυγίζει 50 τοις εκατό λιγότερο από την αρχική έκδοση, ή 0,063 κιλά, ενώ διαθέτει βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της μεγαλύτερης διάρκειας κόπωσης. Η μελέτη εκτιμά ότι για κάθε κιλό σωματικού βάρους που χάνεται, οι εκπομπές άνθρακα μειώνονται κατά 13.376 κιλά.
Ο Brian Neff, Διευθύνων Σύμβουλος της Sintavia και Πρόεδρος της AMGTA, δήλωσε: "Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της χρήσης της AM για την ανάπτυξη βελτιστοποιημένων εξαρτημάτων και συγκροτημάτων που έχουν ελαφρύνει με χρήση τεχνολογίας AM. Δεν υπάρχει επί του παρόντος άλλη εμπορικά βιώσιμη τεχνολογία όπως η ύπαρξη τόσο άμεσης αντίκτυπο στις εκπομπές άνθρακα μέσω των εξαρτημάτων ελαφρών αεροσκαφών AM, έχουμε πλέον επαληθεύσει ανεξάρτητα δεδομένα από ομοτίμους για να το αποδείξουμε. Ανυπομονούμε να συνεργαστούμε με την Boeing, τη GE και όλους τους OEM του κλάδου για να συνεχίσουμε να απελευθερώνουμε τη δύναμη του βιώσιμου δυναμικού της AM."
Η AMGTA σημείωσε ότι σε σύγκριση με προηγούμενες παρόμοιες μελέτες, η μελέτη έδειξε ότι η AM χρησιμοποιεί πρόσθετα πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων. Δύο από τις τρεις μεθόδους LCA έδειξαν ότι τα παραδοσιακά ικριώματα απαιτούσαν λιγότερη ενέργεια για να παραχθούν, ενώ η μία έδειξε ότι τα ικριώματα που εκτυπώθηκαν 3D παρήγαγαν λιγότερες εκπομπές. Το LCA πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το ISO 14040:2006(E) και αξιολογήθηκε από ομοτίμους από το EarthShift Global. Προηγούμενες μελέτες, καθώς και αυτή η μελέτη, υποστήριξαν ότι η ενέργεια υπερισχύει άλλων παραγόντων για τον προσδιορισμό των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από τις ίδιες τις τεχνολογίες παραγωγής. Αυτό συμβαίνει επειδή η φύση της ενέργειας καθορίζει πόσο η χρήση ενέργειας συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Για παράδειγμα, μια εγκατάσταση που λειτουργεί εξ ολοκλήρου με ηλιακή ενέργεια θα είναι πιο βιώσιμη από μια εγκατάσταση που είναι συνδεδεμένη σε ένα ενεργειακό δίκτυο ορυκτών καυσίμων, αλλά η λειτουργία με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν είναι μακροπρόθεσμη λύση για χρήση πόρων.
Η Sherri Monroe πρόσθεσε: «Αυτή η μελέτη αποτελείται από δύο φάσεις, την παραγωγή και τη χρήση, όπου η παραγωγή προσθέτων έχει χαμηλό περιβαλλοντικό αντίκτυπο, παρέχει μια πιο ανθεκτική, αποτελεσματική και βιώσιμη αλυσίδα εφοδιασμού και έχει σημαντικό αντίκτυπο στο οικοσύστημα παραγωγής, για να παρέχει πιο βιώσιμο Παρόλο που αυτή η έρευνα είναι συγκεκριμένη για τον κινητήρα του αεροσκάφους και το σώμα του αεροσκάφους, τα αποτελέσματα της φάσης εν χρήσει μπορούν να επεκταθούν σε οποιοδήποτε μέρος του αεροσκάφους που μπορεί να είναι ελαφρύ, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών συστημάτων, των καθισμάτων, των αυτοκινήτων σέρβις ώθησης κ.λπ. μπορεί να επεκταθεί ακόμη και σε οχήματα, πλοία και τρένα.
