Katkı Maddesi Üreticileri Yeşil Ticaret Derneği (AMGTA), 3D baskıda enerji ve malzeme kullanımı üzerine pratik araştırmalar yapmayı amaçlayan, 3D baskının sürdürülebilirliğine adanmış ilk kuruluştur. Nisan 2023'te kutup ayıları öğrendi, AMGTA ilk bağımsız çalışmasını yayınladı.
AMGTA tarafından yaptırılan ve Rochester Institute of Technology'nin Golisano Institute for Sustainability tarafından yazılan "Comparing Life Cycle Assessment of Low-Pressure Turbine (LPT) Supports Through Two Manufacturing Methods" başlıklı rapor, iki yıllık bir çalışmaydı. Metallerin lazer toz yatağı füzyonu ile CNC işleme kullanılarak parça üretmenin etkisi karşılaştırıldı ve ağırlıkta yüzde 50 azalmanın uçak ömrü üzerindeki etkisi karşılaştırıldı. Sonuç olarak, çalışma hangi üretim yönteminin daha fazla enerji kullandığını belirleyemedi, ancak ticari uçak motorlarının ve uçak gövdelerinin hafifleştirilmesinin karbon emisyonları üzerinde önemli bir etkisi olduğunu doğruladı.
AMGTA İcra Direktörü Sherri Monroe şunları söyledi: "Bu hakemli LCA'nın piyasaya sürülmesi emsalsiz, AMGTA için bir kilometre taşı ve ilk kez somut sonuçlar yayınlayabildik. Tasarımın öneminin daha da fazla düşünülmesi gerekiyor. Bu araştırma, eklemeli imalatın gelecekteki uçak ve motor tasarımı üzerindeki gerçek etkisini gösteriyor ve eklemeli imalat teknolojisinin diğer endüstrilerde ve projelerde kullanılması için araştırma temelini atıyor."
İncelenmekte olan braket, bir Boeing 767'deki iki GE Aviation CF6-80C2B6F türbin motorunun yakıt manifoldunu düşük basınçlı türbin modülü kasasına bağlayan 12 braketten biridir. Sadeliği nedeniyle seçilen parça yeniden tasarlandı ve AMGTA üyesi Sintavia tarafından bir EOS M290 3D yazıcıda Höganäs AB Inconel 718 tozu kullanılarak üretilmiştir. Bu arada, geleneksel olarak üretilen parçalar, Tennessee merkezli bir makine atölyesi tarafından CNC ile işlenir.
Sintavia'ya göre, optimize edilmiş AM braketi, orijinal versiyondan yüzde 50 daha hafif veya 0,063 kilogram daha uzun yorulma ömrü de dahil olmak üzere gelişmiş mekanik özelliklere sahip. Çalışma, kaybedilen her kilogram vücut ağırlığı için karbon emisyonlarının 13.376 kilogram azaldığını tahmin ediyor.
Sintavia CEO'su ve AMGTA Başkanı Brian Neff şunları söyledi: "Bu çalışma, AM teknolojisi kullanılarak hafifletilen optimize edilmiş parçalar ve montajlar geliştirmek için AM kullanmanın önemini vurguluyor. Şu anda ticari olarak uygulanabilir başka bir teknoloji yok. AM'yi hafifleten uçak bileşenleri yoluyla karbon emisyonları üzerindeki etkiyi kanıtlamak için artık bağımsız olarak doğrulanmış, emsal değerlendirmesinden geçmiş verilere sahibiz. AM'nin sürdürülebilir potansiyelinin gücünü ortaya çıkarmaya devam etmek için Boeing, GE ve sektördeki tüm OEM'lerle birlikte çalışmayı dört gözle bekliyoruz."
AMGTA, önceki benzer çalışmalarla karşılaştırıldığında, çalışmanın AM'nin geleneksel yöntemlere göre ek avantajlar kullandığını gösterdiğini kaydetti. Üç LCA yönteminden ikisi, geleneksel iskelelerin üretim için daha az enerji gerektirdiğini gösterirken, biri 3D baskılı iskelelerin daha az emisyon ürettiğini gösterdi. LCA, ISO 14040:2006(E) uyarınca gerçekleştirildi ve EarthShift Global tarafından emsal incelemesinden geçti. Önceki çalışmalar ve bu çalışma, üretim teknolojilerinin sera gazı emisyonlarını belirlemede enerjinin diğer faktörleri gölgede bıraktığını savundu. Bunun nedeni, enerjinin doğasının, enerji kullanımının küresel ısınmaya ne kadar katkıda bulunacağını belirlemesidir. Örneğin, tamamen güneş enerjisiyle çalışan bir tesis, fosil yakıtlı enerji şebekesine bağlı olandan daha sürdürülebilir olacaktır, ancak yenilenebilir enerjiyle çalışan bir tesis, kaynak kullanımı açısından uzun vadeli bir çözüm değildir.
Sherri Monroe şunları ekledi: "Bu çalışma, eklemeli imalatın çevresel etkisinin düşük olduğu, daha esnek, verimli ve sürdürülebilir bir tedarik zinciri sağladığı ve üretim ekosistemi üzerinde daha sürdürülebilir sağlamak için önemli bir etkiye sahip olduğu üretim ve kullanım olmak üzere iki aşamadan oluşuyor. Bu araştırma, uçak motoruna ve uçak gövdesine özgü olsa da, hizmet içi fazın sonuçları, mekanik sistemler, koltuklar, servis itme Arabaları vb. araçlara, gemilere ve trenlere bile genişletilebilir.
