2020年11月19日，南極熊獲悉，增材制造商綠色貿(mào)易協(xié)會(huì)（AMGTA）和大學(xué)合作發(fā)表了一篇研究論文，研究金屬3D打印對(duì)環(huán)境的影響。

這個(gè)貿(mào)易團(tuán)體最初于2019年發(fā)起，核心目的是推廣3D打印技術(shù)的好處，創(chuàng)始成員包括Sintavia、大洋日本三株式會(huì)社和QC實(shí)驗(yàn)室等等。AMGTA也有不少業(yè)內(nèi)大咖擔(dān)任參與成員，包括3D打印機(jī)OEM廠商EOS、GE Additive和SLM Solutions。

學(xué)術(shù)狀況

這篇文獻(xiàn)的題目為《State of Knowledge on the Environmental Impacts of Metal Additive Manufacturing》，由代爾夫特理工大學(xué)的Jeremy Faludi博士和達(dá)特茅斯學(xué)院的Corrie Van Sice共同撰寫。

從結(jié)構(gòu)上看，這篇報(bào)告整合了現(xiàn)有的關(guān)于金屬3D打印技術(shù)對(duì)環(huán)境影響的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，并與傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行比較，從材料數(shù)據(jù)庫(kù)中深入研究具體材料和工藝。

△辛塔維亞的金屬增材制造能力實(shí)例，圖片來自Sintavia

金屬3D打印的環(huán)境影響

金屬增材制造市場(chǎng)是一個(gè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，根據(jù)報(bào)告，2020年的估值為10億美元，預(yù)計(jì)未來幾年的年增長(zhǎng)率將超過27％。雖然有許多子技術(shù)推動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展，如SLM、EBM和DED，但與傳統(tǒng)的減材成形制造工藝相比，它們都具有類似的優(yōu)勢(shì)。即更大程度的設(shè)計(jì)自由度、裝配整合、更輕的零件以及更具成本效益的生產(chǎn)（前提是生產(chǎn)量低于一定的閾值）。

AMGTA的主要心得表示，如果只考慮直接制造工藝，平均而言，增材制造每加工一公斤材料的碳排放要高于傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品。然而，被制造零件的幾何形狀對(duì)這一結(jié)果有重大影響－－最好是加工一個(gè)實(shí)心立方體，而最好是3D打印一個(gè)中空的外殼、格子以及其他任何具有復(fù)雜曲率和內(nèi)部通道的幾何形狀。因此，作者認(rèn)為，采用一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考零件，以使比較過程更容易，將是有益的。

△幾何形狀越復(fù)雜的零件，使用增材制造就越具有可持續(xù)性，圖片來自AMGTA

該文件還指出，需要進(jìn)一步的生命周期評(píng)估（LCA）研究來更精確地量化這些影響，AMGTA計(jì)劃委托進(jìn)行這些研究。未來的評(píng)估最好還應(yīng)該包括整個(gè)產(chǎn)品生命周期，因?yàn)樵�材料提取、氣體霧化和物流等過程無(wú)疑會(huì)對(duì)由此產(chǎn)生的碳排放產(chǎn)生重大影響。有關(guān)該項(xiàng)目的更多細(xì)節(jié)可在本文中找到。

△前面三種零件幾何形狀，使用減材制造和增材制造每個(gè)零件的溫室氣體排放量，圖片來自AMGTA

個(gè)別公司也開始意識(shí)到3D打印的可持續(xù)性優(yōu)勢(shì)，全球交通制造商Wabtec最近發(fā)布了2020年可持續(xù)發(fā)展報(bào)告，詳細(xì)介紹了公司對(duì)環(huán)境和社會(huì)責(zé)任的承諾。報(bào)告概述了公司為改善全球環(huán)境表現(xiàn)而開展的一系列活動(dòng)，包括整合增材制造如何促進(jìn)公司的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。