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

這個貿(mào)易團體最初于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、大洋日本三株式會社和QC實驗室等等。AMGTA也有不少業(yè)內(nèi)大咖擔任參與成員，包括3D打印機OEM廠商EOS、GE Additive和SLM Solutions。

學術(shù)狀況

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

從結(jié)構(gòu)上看，這篇報告整合了現(xiàn)有的關(guān)于金屬3D打印技術(shù)對環(huán)境影響的學術(shù)文獻，并與傳統(tǒng)制造業(yè)進行比較，從材料數(shù)據(jù)庫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

金屬增材制造市場是一個快速增長的市場，根據(jù)報告，2020年的估值為10億美元，預計未來幾年的年增長率將超過27％。雖然有許多子技術(shù)推動了市場的發(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。即更大程度的設(shè)計自由度、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這一結(jié)果有重大影響－－最好是加工一個實心立方體，而最好是3D打印一個中空的外殼、格子以及其他任何具有復雜曲率和內(nèi)部通道的幾何形狀。因此，作者認為，采用一個或多個標準參考零件，以使比較過程更容易，將是有益的。

△幾何形狀越復雜的零件，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，需要進一步的生命周期評估（LCA）研究來更精確地量化這些影響，AMGTA計劃委托進行這些研究。未來的評估最好還應該包括整個產(chǎn)品生命周期，因為原材料提取、氣體霧化和物流等過程無疑會對由此產(chǎn)生的碳排放產(chǎn)生重大影響。有關(guān)該項目的更多細節(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零件的溫室氣體排放量，圖片來自AMGTA

個別公司也開始意識到3D打印的可持續(xù)性優(yōu)勢，全球交通制造商Wabtec最近發(fā)布了2020年可持續(xù)發(fā)展報告，詳細介紹了公司對環(huán)境和社會責任的承諾。報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，包括整合增材制造如何促進公司的可持續(xù)發(fā)展目標。