Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) är den första organisationen som ägnar sig åt hållbarheten av 3D-utskrift, som syftar till att bedriva praktisk forskning om användningen av energi och material i 3D-utskrift. I april 2023, fick isbjörnarna veta, AMGTA släppte sin första oberoende studie.
Rapporten, beställd av AMGTA och skriven av Rochester Institute of Technologys Golisano Institute for Sustainability, med titeln "Comparing Life Cycle Assessment of Low-Pressure Turbine (LPT) Supports Through Two Manufacturing Methods", var en tvåårig studie. Effekten av att tillverka delar med laserpulverbäddsfusion av metaller jämfört med CNC-bearbetning jämfördes och effekten av en 50-procentig viktminskning på flygplanets livslängd. I slutändan kunde studien inte avgöra vilken tillverkningsmetod som använde mer energi, men den bekräftade att lätta kommersiella flygplansmotorer och flygplan har en betydande inverkan på koldioxidutsläppen.
Sherri Monroe, verkställande direktör för AMGTA sa: "Släppningen av denna referentgranskade LCA är enastående, en milstolpe för AMGTA och första gången vi har kunnat publicera konkreta resultat. Vikten av design måste övervägas ännu mer. Detta Forskning visar den verkliga effekten av additiv tillverkning på framtida flygplans- och motordesign, och lägger forskningsgrunden för användningen av additiv tillverkningsteknik i andra industrier och projekt."
Konsolen som studeras är en av 12 fästen som ansluter bränslegrenröret till lågtrycksturbinmodulens hölje på två GE Aviation CF6-80C2B6F-turbinmotorer på en Boeing 767. Delen, vald för sin enkelhet, designades om och producerad av AMGTA-medlemmen Sintavia på en EOS M290 3D-skrivare med Höganäs AB Inconel 718-pulver. Samtidigt är traditionellt tillverkade delar CNC-bearbetade av en Tennessee-baserad maskinverkstad.
Enligt Sintavia väger det optimerade AM-fästet 50 procent mindre än originalversionen, eller 0,063 kg, samtidigt som det har förbättrade mekaniska egenskaper, inklusive en längre utmattningslivslängd. Studien uppskattar att för varje kilo kroppsvikt som går ner minskas koldioxidutsläppen med 13 376 kilo.
Brian Neff, VD för Sintavia och ordförande för AMGTA, sa: "Denna studie belyser vikten av att använda AM för att utveckla optimerade delar och sammansättningar som har lättvikts med AM-teknik. Det finns för närvarande ingen annan kommersiellt gångbar teknik som att ha en så omedelbar påverkan på koldioxidutsläpp genom AM lättviktsflygplanskomponenter, har vi nu oberoende verifierade, peer-reviewed data för att bevisa det. Ser fram emot att arbeta med Boeing, GE och alla OEM i branschen för att fortsätta att frigöra kraften i AM hållbar potential."
AMGTA noterade att jämfört med tidigare liknande studier visade studien att AM använder ytterligare fördelar jämfört med traditionella metoder. Två av de tre LCA-metoderna visade att traditionella ställningar krävde mindre energi att producera, medan en visade att 3D-printade ställningar gav mindre utsläpp. LCA utfördes i enlighet med ISO 14040:2006(E) och granskades av EarthShift Global. Tidigare studier, såväl som den här studien, har hävdat att energi överträffar andra faktorer när det gäller att bestämma utsläppen av växthusgaser från själva tillverkningstekniken. Det beror på att energins natur avgör hur mycket energianvändningen bidrar till den globala uppvärmningen. Till exempel kommer en anläggning som drivs helt på solenergi att vara mer hållbar än en som är inkopplad i ett fossilt energinät, men att driva på förnybar energi är ingen långsiktig lösning för resursanvändning.
Sherri Monroe tillade: "Denna studie består av två faser, produktion och användning, där additiv tillverkning har en låg miljöpåverkan, ger en mer motståndskraftig, effektiv och hållbar försörjningskedja och har en betydande inverkan på tillverkningens ekosystem, för att tillhandahålla mer hållbart lösningar. Även om denna forskning är specifik för flygplansmotorn och flygplanskroppen, kan resultaten av driftfasen utvidgas till vilken del av flygplanet som kan vara lättviktad, inklusive mekaniska system, säten, service push Cars, etc., kan till och med utökas till fordon, fartyg och tåg.
