Pesquisa AMGTA mostra benefícios sustentáveis ​​da impressão 3D Binder Jet

Tecnologia de impressão 3D Binder Jet da Desktop Metal. Imagem cortesia de Desktop Metal.

A Associação Comercial Verde de Fabricantes de Aditivos anuncia os resultados preliminares de um estudo de análise de ciclo de vida intitulado “Avaliação Comparativa do Ciclo de Vida: Comparação entre Fundição e Jateamento de Ligante para uma Peça Industrial”. O estudo, encomendado pela AMGTA e conduzido pela Yale School of the Environment (YSE) em parceria com a Desktop Metal e a Trane Technologies, analisou um chiller scroll de aço em um sistema HVAC da Trane para determinar o impacto comparativo na fabricação do Binder Jet 3D impressão versus fundição de metal tradicional.

Os resultados preliminares confirmaram uma redução de 38% nas emissões de gases de efeito estufa (GEE) através do processo de jato de ligante, impulsionado principalmente pela redução da demanda de energia durante a fase de produção.

“Antes deste projeto, a incerteza sobre as emissões do ciclo de vida do jato de ligante em comparação com as abordagens de fabricação convencionais era uma barreira para a adoção da AM”, afirma Kevin Klug, engenheiro-chefe de fabricação aditiva da Trane Technologies. “Com os resultados deste estudo, a Trane Technologies está em melhor posição para considerar de forma abrangente o custo, a produtividade e o impacto ambiental da AM no início do ciclo de design de um produto, quando o risco é menor e os benefícios potenciais são maiores.”

As principais conclusões do estudo incluem:

“A divulgação destas descobertas é significativa para a indústria AM e para as empresas do setor industrial mais amplo que procuram métodos de produção mais sustentáveis”, afirma Sherri Monroe, diretora executiva da AMGTA. “Com este estudo, somos capazes de quantificar a demanda reduzida de energia do jateamento de ligante em comparação com a fundição tradicional, ao mesmo tempo em que possivelmente proporcionamos algumas surpresas no impacto insignificante oferecido pela redução de peso neste caso de uso específico.”

Um dos impulsionadores do crescimento anual de dois dígitos na fabricação aditiva na última década foi a adoção do jato de ligante em vários setores, impulsionado por vantagens de custo, produção em grande volume e potencial para ganhos de sustentabilidade.

“Estamos muito satisfeitos por ter outra pesquisa independente de terceiros que valida como o jato de ligante é uma abordagem mais ecológica para a produção de peças metálicas”, disse Jonah Myerberg, diretor de tecnologia da Desktop Metal. “As emissões prejudiciais da produção tradicional de metal precisam de ser reduzidas com abordagens tecnológicas inovadoras, mas os fabricantes precisam de dados sólidos – e não de lavagem verde – para fazerem boas escolhas sobre a forma como produzem os seus produtos metálicos. Este novo estudo de Yale, Trane Technologies e AMGTA demonstra o que nossa equipe na Desktop Metal sempre acreditou com base em nossa experiência prática: o binder jetting é uma maneira mais ecológica de fabricar peças metálicas.”

O estudo de dois anos da YSE analisou o ciclo de vida de fabricação do início ao fim de um conjunto de scroll composto por um scroll fixo e um scroll orbital fabricado pela Trane Technologies como parte de um sistema HVAC. A AMGTA encomendou o estudo em 2021 para compreender melhor o potencial do jato de ligante para substituir a fundição em areia tradicional como um método de produção mais sustentável. O estudo avaliou um processo de fundição tradicional seguido de etapas de usinagem, galvanização e acabamento no México. O mesmo projeto de conjunto de rolagem foi avaliado por meio de um processo de jateamento de ligante aditivo de impressão 3D, cura e sinterização seguido pelas mesmas etapas de galvanização e acabamento no mesmo local no México.

Os resultados do estudo mostraram uma redução de 38% nas emissões de GEE para o processo de fabricação aditiva em comparação com o método tradicional baseado em fundição. Devido à natureza do jato de ligante, os pesquisadores da YSE concluíram que um redesenho para redução de peso através de uma estrutura do tipo treliça pode não levar necessariamente a reduções adicionais nas emissões de GEE, principalmente porque a maior parte da eletricidade consumida relacionada às etapas de impressão, cura e sinterização seria não ser impactado por estruturas do tipo treliça. A análise sugere que uma redução de massa de 10% no conjunto de rolagem levaria a uma redução de 1% nas emissões de GEE.