3D 打印是可持續製造解決方案嗎？

3D 打印或在工業應用中被稱為增材製造 (AM)，正在全國各地的工廠和車間站穩腳跟。 與傳統製造相比，它可以更快、更便宜、更靈活，但它的可持續性如何？ 它能否幫助通用電氣、西門子和大眾汽車等既採用增材製造並承諾降低碳足蹟的公司實現其可持續發展目標？

本週推出的新工具 安寶是一家總部位於歐盟的增材製造智囊團和諮詢公司，旨在幫助企業測量金屬 2D 打印的能耗和二氧化碳排放量。

該公司的新型可持續性計算器是製造商輸入和比較各種金屬材料選擇和增材製造技術組合以確定由此產生的二氧化碳排放量的工具。 定制選項和覆蓋可以解釋在整個全球分佈式流程鏈中所做的選擇。

“對於哪種製造技術的碳足跡最低，沒有一個普遍的答案，”Ampower 在其新報告中說 金屬增材製造的可持續性，因為整體佔地面積受金屬類型和零件幾何形狀的影響很大。 然而，在比較兩個相似的零件：1,000 個設計為銑削的支架與 1,000 個相似的設計為 3D 打印的支架時，計算器發現當零件由鋁製成時，砂型鑄造的二氧化碳排放量最低。 但是改變材料，方程式就會改變。 傳統上用鈦銑削的相同支架產生的二氧化碳含量是增材製造技術的兩倍，例如 激光粉末床融合 和 粘合劑噴射.

3D 打印行業的許多人認為，比較增材製造和傳統製造的可持續性並沒有在製造零件時結束。 增材製造零件具有連鎖效應，可以在價值鏈的下游實現保護。 考慮上面提到的用於航空航天應用的支架。

對於飛機部件，重量通常與燃料消耗直接相關，因此也與二氧化碳排放量相關。 2D 打印技術可以創造出其他技術無法實現的形狀，使零件使用更少的材料、更輕的重量但強度相同。 下圖為 AMpower 設計的示例支架使用的材料比傳統製造的版本少。

“我們希望公司將使用該工具來優化他們的流程和部件以實現低碳足跡，”Ampower 的管理合夥人 Matthias Schmidt-Lehr 說。 “此外，它應該清楚地說明增材製造可以在哪些方面有助於減少佔地面積，以及傳統技術在哪些方面更有效。”

據 Ampower 稱，在飛機上減輕 1 公斤的重量意味著每年可節省 2,500 升煤油，假設飛機的使用壽命為 20 年，這將節省多達 126,000 公斤的二氧化碳。 Schmidt-Lehr 說：“對於許多其他應用，例如發動機、泵或渦輪機，重量減輕或性能提高對使用中的排放有很大影響，也可以實現類似的節省。”

在將增材製造評估為製造業的可持續勝利時，它就在這裡，在最終用途應用中，技術可以真正發揮作用。 “在使用中節省的重量或效率優化的 AM 設計可能比零件生產本身的排放量大很多，”Ampower 在其最新報告中說。 “但是，使用中的節省（如果有的話）在很大程度上取決於應用程序。”

除了重量更輕的設計和提高效率的零件整合之外，大多數增材製造的零件都是在當地生產的，消除了運輸和相關排放，這是 AM 的另一個數據點。 還有一種新興的做法是將備件庫存以數字格式保存，以便根據需要按需進行 3D 打印，而不是作為存放在倉庫中的物理部件。

展望未來，Ampower 表示，提高原材料生產的回收率和使用 100% 回收材料生產新的金屬粉末生產技術將對進一步減少 3D 打印的二氧化碳排放量產生重大影響。