レポート: 金属 3D プリンティングの環境への影響

ゲッティイメージズ

積層造形のグリーンメリットの促進に専念する世界的な業界団体は、「金属積層造形の環境への影響に関する知識の現状」と題する報告書を発表しました。 この論文は添加剤製造業者グリーントレード協会（AMGTA）の委託により、デルフト工科大学のジェレミー・ファルディ博士とダートマス大学のコリー・ヴァン・シース氏によって執筆された。

この研究は既存の学術文献を総合し、金属 AM の環境への影響を従来の製造 (CM) 方法と比較し、一般的な金属と加工方法の影響に関する背景を提供します。

20ページの報告書から得られる重要な点としては、「直接製造プロセス自体を考慮すると、一般にAMは加工材料1キログラムあたりの二酸化炭素排出量がCMよりもはるかに高い」一方で、「影響は部品の形状に大きく依存する」ということが挙げられる。 たとえば、固体の立方体を機械加工する場合の環境への影響は、積層造形よりも低くなりますが、AM を使用して中空のシェルや格子構造を製造する場合の影響は、機械加工よりも低くなります。

この報告書はさらに、環境への影響を定量化するために追加のライフサイクル評価 (LCA) 研究の必要性を認識しています。 「金属 AM と CM を明確に比較するには、より多くの LCA 研究が必要です。特に AM と機械加工の直接比較、特にバインダー ジェッティングや DED (直接エネルギー蒸着) などの技術については必要です。これらの LCA には、理想的には製品ライフ サイクルの詳細も含める必要があります。」 。」

著者らが導き出したその他の結論は次のとおりです。

• AM によって材料の質量が大幅に節約されると、特にチタンのような環境に影響を与える材料の場合、機械加工よりも製造上の影響が少なくなります。

• AM 粉末をリサイクルすることによる環境上の利点と性能上のリスクを判断するには、さらなる研究が必要です。

• 航空宇宙用途では、製造段階の影響に関係なく、大幅に軽量化された AM 部品は飛行寿命中の燃料を大幅に節約したため、CM 部品と比較して純環境上の利点がありました。

• 自動車用途の場合、航空機には航空宇宙車両のように重量削減 1 キログラムあたりの生涯燃料節約効果がないため、製造上の影響の増大を返済するのは困難です。

• 修理用途の場合、DED は SLM (選択的レーザー溶解) や EBM (電子ビーム溶解) よりも既存の部品を修理する機会が多くありますが、CM 修理方法と比較した利点と欠点の規模を判断するには追加の研究が必要です。

AMGTA事務局長のシェリー・ハンデル氏は、「これらの調査結果は、厳格で独立した継続的な研究を業界に提供するというAMGTAの計画を裏付けるものだ。AMGTAは今後も調査を委託し、調査結果を公表し、業界やその他の主要な関係者に最新情報を提供するつもりだ」と述べた。私たちのエコフットプリントが現在どのようなものなのか、そしてより持続可能であるためには将来何に焦点を当てる必要があるのか​​。」

レポート全体は AMGTA の Web サイトでご覧いただけます。

AMGTA は 2019 年 11 月に発足し、生産またはプロセスの持続可能性に関する特定の基準を満たす添加剤メーカーまたは業界関係者に開かれた非営利、無所属の組織です。