AMGTA の調査により、バインダー ジェット 3D プリンティングの持続可能な利点が示されました

Desktop Metal のバインダー ジェット 3D プリンティング技術。 画像提供：デスクトップメタル。

添加剤製造業者グリーントレード協会は、「比較ライフサイクル評価: 工業用部品の鋳造とバインダーの噴射の比較」と題したライフサイクル分析調査の暫定結果を発表しました。 この研究はAMGTAの委託を受け、イェール大学環境大学院（YSE）がデスクトップ・メタルおよびトレーン・テクノロジーズと提携して実施したもので、トレーン社のHVACシステムのスチール製スクロールチラーを分析し、バインダージェット3Dの製造上の影響を比較検討した。印刷と従来の金属鋳造の違い。

予備的な結果では、主に生産段階でのエネルギー需要の削減により、バインダー噴射プロセスを通じて温室効果ガス (GHG) 排出量が 38% 削減されることが確認されました。

Trane Technologies の積層造形主任エンジニアである Kevin Klug 氏は、「このプロジェクトが始まるまでは、バインダ ジェッティングと従来の製造アプローチのライフサイクル排出に関する不確実性が、AM 導入の障壁となっていました」と述べています。 「この研究の結果により、Trane Technologies は、リスクが最も低く、潜在的な利益が最も高い製品設計サイクルの早い段階で、AM のコスト、生産性、環境への影響を包括的に検討できる有利な立場に立つことができました。」

この研究から得られる重要なポイントは次のとおりです。

「これらの調査結果の発表は、AM業界と、より持続可能な生産方法を模索している広範な製造部門の企業にとって重要です」とAMGTAのエグゼクティブディレクター、シェリー・モンロー氏は述べています。 「この研究により、従来の鋳造と比較してバインダーの噴射によるエネルギー需要の削減を定量化することができましたが、この特定の使用例では軽量化によってもたらされる無視できる影響にいくつかの驚きをもたらす可能性があります。」

過去 10 年間の積層造形における年間 2 桁成長の原動力の 1 つは、コスト上の利点、大量生産、持続可能性の向上の可能性によって、複数の業界でバインダー ジェッティングが採用されたことです。

「バインダージェッティングが金属部品製造にとっていかに環境に優しいアプローチであるかを検証する、独立したサードパーティの研究結果がまたひとつ得られたことを嬉しく思います」と、Desktop Metal 社最高技術責任者の Jonah Myerberg 氏は述べています。 「伝統的な金属製造からの有害な排出物は、革新的な技術アプローチで削減する必要がありますが、製造業者が金属製品の製造方法について適切な選択をするためには、グリーンウォッシングではなく健全なデータが必要です。 Yale、Trane Technologies、AMGTA によるこの新しい研究は、Desktop Metal のチームが実際の経験に基づいて長年信じてきたこと、つまりバインダージェッティングは金属部品を製造するより環境に優しい方法であることを実証しています。」

2 年間にわたる YSE の調査では、HVAC システムの一部として Trane Technologies によって製造された固定スクロールと旋回スクロールで構成されるスクロール セットの、クレードルからゲートまでの製造ライフ サイクルが分析されました。 AMGTAは、より持続可能な生産方法として従来の砂型鋳造に代わるバインダージェットの可能性をより深く理解するために、2021年にこの研究を委託した。 この研究では、メキシコで行われる伝統的な鋳造プロセスとそれに続く機械加工、メッキ、仕上げのステップを評価しました。 同じスクロール セットの設計が、メキシコの同じ場所で、3D プリンティング、硬化、焼結の添加剤バインダー ジェッティング プロセスとそれに続く同じめっきと仕上げのステップを通じて評価されました。

研究の結果、積層造形プロセスでは従来の鋳造ベースの方法と比較して GHG 排出量が 38% 削減されることが示されました。 YSEの研究者らは、バインダーの噴射の性質上、格子型構造による軽量化のための再設計は、必ずしもGHG排出量のさらなる削減につながるとは限らないと結論付けた。主な理由は、消費される電力の大部分が印刷、硬化、焼結のステップに関連して発生するためである。格子型構造の影響を受けません。 分析では、スクロール セットの質量が 10% 削減されれば、GHG 排出量が 1% 削減されることが示唆されています。