De Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) is de eerste organisatie die zich inzet voor de duurzaamheid van 3D-printen, met als doel praktisch onderzoek te doen naar het gebruik van energie en materialen bij 3D-printen. In april 2023, zo leerden de ijsberen, bracht AMGTA zijn eerste onafhankelijke studie uit.
Het rapport, in opdracht van AMGTA en geschreven door het Golisano Institute for Sustainability van het Rochester Institute of Technology, getiteld "Comparing Life Cycle Assessment of Low-Pressure Turbine (LPT) Supports Through Two Manufacturing Methods", was een tweejarig onderzoek. De impact van het produceren van onderdelen met behulp van laserpoederbedfusie van metalen versus CNC-bewerking werd vergeleken, en de impact van een gewichtsvermindering van 50 procent op de levensduur van vliegtuigen. Uiteindelijk kon het onderzoek niet bepalen welke productiemethode meer energie verbruikte, maar het bevestigde wel dat het lichter maken van commerciële vliegtuigmotoren en casco's een aanzienlijke impact heeft op de koolstofemissies.
Sherri Monroe, uitvoerend directeur van AMGTA zei: "De release van deze collegiaal getoetste LCA is ongekend, een mijlpaal voor AMGTA en de eerste keer dat we tastbare resultaten hebben kunnen publiceren. Er moet nog meer rekening worden gehouden met het belang van ontwerp. Dit onderzoek toont de werkelijke impact aan van additive manufacturing op toekomstig vliegtuig- en motorontwerp, en legt de onderzoeksbasis voor het gebruik van additive manufacturing-technologie in andere industrieën en projecten."
De beugel die wordt bestudeerd is een van de 12 beugels die het brandstofverdeelstuk verbinden met de behuizing van de lagedrukturbinemodule van twee GE Aviation CF{2}}C2B6F-turbinemotoren op een Boeing 767. Het onderdeel, gekozen vanwege zijn eenvoud, is opnieuw ontworpen en geproduceerd door AMGTA-lid Sintavia op een EOS M290 3D-printer met Höganäs AB Inconel 718-poeder. Ondertussen worden traditioneel vervaardigde onderdelen CNC-gefreesd door een machinewerkplaats in Tennessee.
Volgens Sintavia weegt de geoptimaliseerde AM-beugel 50 procent minder dan de originele versie, ofwel 0,063 kilogram, terwijl hij beschikt over verbeterde mechanische eigenschappen, waaronder een langere levensduur. De studie schat dat voor elke verloren kilogram lichaamsgewicht de koolstofemissies met 13.376 kilogram worden verminderd.
Brian Neff, CEO van Sintavia en voorzitter van de AMGTA, zei: "Deze studie benadrukt het belang van het gebruik van AM om geoptimaliseerde onderdelen en assemblages te ontwikkelen die lichter zijn gemaakt met behulp van AM-technologie. Er is momenteel geen andere commercieel levensvatbare technologie als het hebben van zo'n onmiddellijke hebben we nu onafhankelijk geverifieerde, collegiaal getoetste gegevens om het te bewijzen. We kijken ernaar uit om samen te werken met Boeing, GE en alle OEM's in de industrie om de kracht van het duurzame AM-potentieel te blijven ontketenen."
De AMGTA merkte op dat in vergelijking met eerdere vergelijkbare studies, de studie aantoonde dat AM extra voordelen biedt ten opzichte van traditionele methoden. Twee van de drie LCA-methoden toonden aan dat traditionele steigers minder energie nodig hadden om te produceren, terwijl één methode aantoonde dat 3D-geprinte steigers minder uitstoot veroorzaakten. De LCA werd uitgevoerd in overeenstemming met ISO 14040:2006(E) en werd door vakgenoten beoordeeld door EarthShift Global. Eerdere studies, evenals deze studie, hebben betoogd dat energie belangrijker is dan andere factoren bij het bepalen van de broeikasgasemissies van productietechnologieën zelf. Dit komt omdat de aard van energie bepaalt hoeveel energiegebruik bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Een installatie die volledig op zonne-energie draait, is bijvoorbeeld duurzamer dan een installatie die is aangesloten op een energienet met fossiele brandstoffen, maar draaien op hernieuwbare energie is geen langetermijnoplossing voor het gebruik van hulpbronnen.
Sherri Monroe voegde toe: "Deze studie bestaat uit twee fasen, productie en gebruik, waarbij additive manufacturing een lage milieu-impact heeft, zorgt voor een meer veerkrachtige, efficiënte en duurzame toeleveringsketen en een aanzienlijke impact heeft op het productie-ecosysteem, om duurzamere Hoewel dit onderzoek specifiek is voor de vliegtuigmotor en de vliegtuigcarrosserie, kunnen de resultaten van de in-service-fase worden uitgebreid naar elk deel van het vliegtuig dat licht van gewicht kan zijn, inclusief mechanische systemen, stoelen, serviceduwauto's, enz. kan zelfs worden uitgebreid tot voertuigen, schepen en treinen.
