انجمن تجارت سبز تولیدکنندگان افزودنی (AMGTA) اولین سازمانی است که به پایداری پرینت سه بعدی اختصاص دارد و هدف آن انجام تحقیقات عملی در مورد استفاده از انرژی و مواد در چاپ سه بعدی است. در آوریل 2023، خرس های قطبی یاد گرفتند، AMGTA اولین مطالعه مستقل خود را منتشر کرد.
این گزارش که به سفارش AMGTA و توسط موسسه فناوری گولیسانو برای پایداری روچستر نوشته شده است، با عنوان «مقایسه ارزیابی چرخه حیات پشتیبانیهای توربین فشار پایین (LPT) از طریق دو روش ساخت»، یک مطالعه دو ساله بود. تأثیر تولید قطعات با استفاده از همجوشی بستر پودر لیزری فلزات در مقابل ماشینکاری CNC و تأثیر کاهش وزن 50 درصدی بر عمر هواپیما مقایسه شد. در نهایت، این مطالعه نمی تواند تعیین کند که کدام روش تولید انرژی بیشتری مصرف می کند، اما تأیید کرد که موتورهای هواپیماهای تجاری سبک وزن و بدنه هواپیما تأثیر قابل توجهی بر انتشار کربن دارند.
شری مونرو، مدیر اجرایی AMGTA گفت: "انتشار این LCA مورد بررسی بی سابقه است، نقطه عطفی برای AMGTA و اولین باری است که ما توانستیم نتایج ملموس را منتشر کنیم. اهمیت طراحی باید بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. تحقیقات تأثیر واقعی ساخت مواد افزودنی را بر طراحی هواپیما و موتور آینده نشان میدهد و شالوده تحقیقاتی را برای استفاده از فناوری ساخت افزودنی در سایر صنایع و پروژهها ایجاد میکند.
براکت مورد مطالعه یکی از 12 براکتی است که منیفولد سوخت را به محفظه ماژول توربین کم فشار دو موتور توربین GE Aviation CF6-80C2B6F در یک بوئینگ 767 متصل میکند. بخشی که به دلیل سادگی انتخاب شده بود، دوباره طراحی شد. و توسط Sintavia عضو AMGTA بر روی یک چاپگر EOS M290 3D با استفاده از پودر Höganäs AB Inconel 718 تولید شده است. در همین حال، قطعات تولید شده به طور سنتی توسط یک ماشینفروشی مستقر در تنسی، CNC ماشینکاری میشوند.
طبق گفته سینتاویا، وزن براکت AM بهینه شده 50 درصد کمتر از نسخه اصلی یا 0.063 کیلوگرم است، در حالی که دارای خواص مکانیکی بهبود یافته، از جمله طول عمر خستگی بیشتر است. این مطالعه تخمین می زند که به ازای هر کیلوگرم کاهش وزن، انتشار کربن 13376 کیلوگرم کاهش می یابد.
برایان نف، مدیر عامل سینتاویا و رئیس AMGTA، گفت: "این مطالعه اهمیت استفاده از AM را برای توسعه قطعات و مجموعه های بهینه ای که با استفاده از فناوری AM سبک وزن شده اند، برجسته می کند. در حال حاضر هیچ فناوری تجاری قابل دوام دیگری به عنوان داشتن چنین فوری وجود ندارد. تأثیر بر انتشار کربن از طریق اجزای هواپیمای سبک وزن AM، ما اکنون به طور مستقل دادههای بررسی شده را برای اثبات آن تأیید کردهایم. مشتاقانه منتظر همکاری با بوئینگ، جنرال الکتریک و همه OEMهای این صنعت هستیم تا قدرت پتانسیل پایدار AM را آزاد کنیم.»
AMGTA اشاره کرد که در مقایسه با مطالعات مشابه قبلی، این مطالعه نشان داد که AM از مزایای بیشتری نسبت به روشهای سنتی استفاده میکند. دو روش از سه روش LCA نشان داد که داربست های سنتی به انرژی کمتری برای تولید نیاز دارند، در حالی که یکی نشان داد که داربست های چاپ شده سه بعدی انتشار کمتری تولید می کنند. LCA مطابق با ISO 14040:2006 (E) انجام شد و توسط EarthShift Global مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات قبلی و همچنین این مطالعه، استدلال کردهاند که انرژی بر سایر عوامل در تعیین انتشار گازهای گلخانهای خود فناوریهای تولیدی برتری دارد. این به این دلیل است که ماهیت انرژی تعیین می کند که چقدر مصرف انرژی در گرمایش جهانی نقش دارد. برای مثال، تأسیساتی که تماماً با انرژی خورشیدی کار میکند، پایدارتر از تأسیساتی است که به شبکه انرژی سوخت فسیلی متصل است، اما کار با انرژیهای تجدیدپذیر راهحل بلندمدتی برای استفاده از منابع نیست.
شری مونرو افزود: این مطالعه شامل دو فاز تولید و استفاده است که در آن تولید افزودنی تاثیر زیست محیطی پایینی دارد، زنجیره تامین انعطافپذیرتر، کارآمدتر و پایدارتر را ارائه میکند و تاثیر قابلتوجهی بر اکوسیستم تولید دارد تا پایداری بیشتری را ارائه دهد. اگر چه این تحقیق مختص موتور هواپیما و بدنه هواپیما است، نتایج مرحله در حال خدمت را می توان به هر قسمت از هواپیما که ممکن است سبک وزن باشد، از جمله سیستم های مکانیکی، صندلی ها، خودروهای فشار سرویس و غیره تعمیم داد. حتی می تواند به وسایل نقلیه، کشتی ها و قطارها نیز تعمیم یابد.
