Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) jest pierwszą organizacją zajmującą się zrównoważonym rozwojem druku 3D, której celem jest prowadzenie praktycznych badań nad wykorzystaniem energii i materiałów w druku 3D. W kwietniu 2023 roku niedźwiedzie polarne dowiedziały się, że AMGTA opublikowała swoje pierwsze niezależne badanie.
Raport, zlecony przez AMGTA i napisany przez Golisano Institute for Sustainability w Rochester Institute of Technology, zatytułowany „Porównanie oceny cyklu życia podpór turbin niskociśnieniowych (LPT) za pomocą dwóch metod produkcji”, był dwuletnim badaniem. Porównano wpływ produkcji części przy użyciu laserowego łączenia metali w łożu proszkowym z obróbką CNC oraz wpływ 50-procentowej redukcji masy na żywotność samolotu. Ostatecznie badanie nie było w stanie określić, która metoda produkcji zużywała więcej energii, ale potwierdziło, że zmniejszenie masy silników i płatowców samolotów komercyjnych ma znaczący wpływ na emisję dwutlenku węgla.
Sherri Monroe, dyrektor wykonawczy AMGTA, powiedziała: „Wydanie tego recenzowanego LCA jest bezprecedensowe, kamień milowy dla AMGTA i pierwszy raz, kiedy byliśmy w stanie opublikować namacalne wyniki. Znaczenie projektu należy wziąć pod uwagę jeszcze bardziej. To badania pokazują rzeczywisty wpływ wytwarzania przyrostowego na przyszłe konstrukcje samolotów i silników oraz kładą podwaliny pod wykorzystanie technologii wytwarzania przyrostowego w innych branżach i projektach”.
Badany wspornik jest jednym z 12 wsporników łączących kolektor paliwowy z obudową modułu turbiny niskiego ciśnienia dwóch silników turbinowych GE Aviation CF{2}}C2B6F w Boeingu 767. Część wybrana ze względu na swoją prostotę została przeprojektowana i wyprodukowany przez członka AMGTA Sintavię na drukarce EOS M{6}}D przy użyciu proszku Höganäs AB Inconel 718. Tymczasem tradycyjnie produkowane części są obrabiane CNC przez warsztat mechaniczny z Tennessee.
Według firmy Sintavia zoptymalizowany zamek AM waży o 50 procent mniej niż wersja oryginalna, czyli 0,063 kilograma, a jednocześnie charakteryzuje się lepszymi właściwościami mechanicznymi, w tym dłuższą trwałością zmęczeniową. Badanie szacuje, że na każdy utracony kilogram masy ciała emisja dwutlenku węgla zmniejsza się o 13 376 kilogramów.
Brian Neff, dyrektor generalny Sintavia i przewodniczący AMGTA, powiedział: „Badanie to podkreśla znaczenie wykorzystania AM do opracowywania zoptymalizowanych części i zespołów, które zostały odciążone przy użyciu technologii AM. Obecnie nie ma innej komercyjnie opłacalnej technologii, wpływ na emisje dwutlenku węgla poprzez lekkie komponenty samolotów AM, teraz niezależnie zweryfikowaliśmy, recenzowane dane, aby to udowodnić. Nie możemy się doczekać współpracy z Boeingiem, GE i wszystkimi producentami OEM w branży, aby nadal uwalniać moc zrównoważonego potencjału AM”.
AMGTA zauważyła, że w porównaniu z poprzednimi podobnymi badaniami, badanie wykazało, że AM ma dodatkowe zalety w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Dwie z trzech metod LCA wykazały, że tradycyjne rusztowania wymagały mniej energii do produkcji, a jedna wykazała, że rusztowania drukowane w 3D wytwarzały mniej emisji. LCA została przeprowadzona zgodnie z normą ISO 14040:2006(E) i została zweryfikowana przez EarthShift Global. Wcześniejsze badania, jak również to badanie, dowodziły, że energia przewyższa inne czynniki w określaniu emisji gazów cieplarnianych samych technologii produkcyjnych. Dzieje się tak, ponieważ charakter energii określa, w jakim stopniu zużycie energii przyczynia się do globalnego ocieplenia. Na przykład obiekt zasilany wyłącznie energią słoneczną będzie bardziej zrównoważony niż obiekt podłączony do sieci energetycznej zasilanej paliwami kopalnymi, ale korzystanie z energii odnawialnej nie jest długoterminowym rozwiązaniem w zakresie wykorzystania zasobów.
Sherri Monroe dodała: „To badanie składa się z dwóch faz, produkcji i użytkowania, w których wytwarzanie przyrostowe ma niewielki wpływ na środowisko, zapewnia bardziej odporny, wydajny i zrównoważony łańcuch dostaw oraz ma znaczący wpływ na ekosystem produkcyjny, aby zapewnić bardziej zrównoważone rozwiązania.Chociaż badania te są specyficzne dla silnika samolotu i kadłuba statku powietrznego, wyniki fazy eksploatacji można rozszerzyć na każdą część statku powietrznego, która może być odciążona, w tym układy mechaniczne, siedzenia, samochody serwisowe itp., można nawet rozszerzyć na pojazdy, statki i pociągi.
