¿Es la impresión 3D la solución de fabricación sostenible?

La impresión 3D, o fabricación aditiva (AM), como se le llama en las aplicaciones industriales, se está afianzando en las fábricas y los talleres de todo el país. En comparación con la fabricación tradicional, puede ser más rápida, económica y flexible, pero ¿qué tan sostenible es? ¿Puede ayudar a empresas como GE, Siemens y Volkswagen, empresas que han adoptado la fabricación aditiva y se han comprometido a reducir su huella de carbono, a alcanzar sus objetivos de sostenibilidad?

Una nueva herramienta disponible esta semana de ampoderar, un grupo de expertos y consultoría sobre fabricación aditiva con sede en la UE, está diseñado para ayudar a las empresas a medir el consumo de energía y las emisiones de CO2 de la impresión 3D de metal.

La nueva calculadora de sustentabilidad de la compañía es una herramienta para que los fabricantes ingresen y comparen varias opciones de materiales metálicos y combinaciones de tecnología AM para determinar las emisiones de CO2 resultantes. Las opciones de personalización y las anulaciones pueden dar cuenta de las elecciones realizadas a lo largo de una cadena de procesos distribuida globalmente.

“No hay una respuesta general sobre qué tecnología de fabricación tiene la huella de carbono más baja”, dice Ampower en su nuevo informe. Sostenibilidad de la Fabricación Aditiva Metálica, ya que la huella general está fuertemente influenciada por el tipo de metal y la geometría de la pieza. Sin embargo, al comparar dos piezas similares: 1,000 soportes diseñados para ser fresados ​​frente a 1,000 soportes similares diseñados para ser impresos en 3D, la calculadora descubrió que la fundición en arena tenía las emisiones de CO2 más bajas cuando las piezas estaban hechas de aluminio. Pero cambia el material y la ecuación cambia. Los mismos brackets fresados ​​tradicionalmente en titanio dan como resultado niveles de CO2 dos veces más altos que las tecnologías AM, como fusión de lecho de polvo láser y chorro de aglomerante.

La comparación de la sostenibilidad de la FA y la fabricación tradicional no termina cuando se fabrica la pieza, argumentan muchos en la industria de la impresión 3D. Hay un efecto en cadena con las piezas fabricadas con aditivos que permite la conservación en la cadena de valor. Considere los soportes mencionados anteriormente, que se utilizan para aplicaciones aeroespaciales.

En el caso de las piezas de aviones, el peso suele estar directamente relacionado con el consumo de combustible y, por tanto, con las emisiones de CO2. La tecnología de impresión 3D puede crear formas que no son posibles con otras tecnologías, lo que permite piezas que usan menos material y pesan menos, pero tienen la misma resistencia. El soporte de ejemplo de AMpower diseñado para AM que se muestra a continuación utiliza menos material que la versión de fabricación convencional.

“Esperamos que las empresas utilicen la herramienta para optimizar sus procesos y piezas hacia una huella de carbono baja”, dice Matthias Schmidt-Lehr, socio gerente de Ampower. “Además, debería aclarar la cuestión de dónde la fabricación aditiva puede contribuir a una menor huella y dónde las tecnologías tradicionales son más eficientes”.

Según Ampower, un ahorro de peso de 1 kg en un avión se traduce en un ahorro anual de 2,500 litros de queroseno y, suponiendo una vida útil de 20 años de un avión, se traduce en un ahorro de hasta 126,000 2 kg de COXNUMX. “Se pueden lograr ahorros similares para muchas otras aplicaciones, como motores, bombas o turbinas, donde la reducción de peso o el aumento del rendimiento tienen un gran impacto en las emisiones en uso”, dice Schmidt-Lehr.

Al evaluar la fabricación aditiva como una victoria sostenible para la fabricación, es aquí, en las aplicaciones de uso final, donde la tecnología realmente puede brillar. “Los ahorros en uso del peso o los diseños AM optimizados para la eficiencia pueden ser mucho más grandes que las emisiones de la propia producción de piezas”, dice Ampower en su último informe. “Sin embargo, los ahorros en uso, si existen, dependen en gran medida de la aplicación”.

Además de su diseño más ligero y la consolidación de piezas, lo que aumenta la eficiencia, el hecho de que la mayoría de las piezas fabricadas de forma aditiva se produzcan localmente, lo que elimina el envío y las emisiones asociadas, es otro dato a favor de AM. También existe la práctica emergente de mantener inventarios de repuestos en formato digital listos para ser impresos en 3D según sea necesario, en lugar de como piezas físicas almacenadas.

De cara al futuro, Ampower dice que el aumento de las tasas de reciclaje en la producción de materias primas y las nuevas tecnologías de producción de polvo metálico a partir de material 100% reciclado tendrán un impacto significativo en la reducción de la huella de CO3 de la impresión 2D aún más.