क्या 3डी प्रिंटिंग टिकाऊ विनिर्माण समाधान है?

3डी प्रिंटिंग, या एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) जैसा कि औद्योगिक अनुप्रयोगों में कहा जाता है, देश भर में कारखानों और दुकान के फर्श में पैर जमा रहा है। पारंपरिक निर्माण की तुलना में, यह तेज़, सस्ता और अधिक लचीला हो सकता है, लेकिन यह कितना टिकाऊ है? क्या यह जीई, सीमेंस और वोक्सवैगन जैसी कंपनियों की मदद कर सकता है - जिन कंपनियों ने एएम को अपनाया है और अपने कार्बन पदचिह्न को कम करने का वचन दिया है - उनके स्थिरता लक्ष्यों को प्राप्त करें?

इस सप्ताह से एक नया टूल एम्पावर, एक ईयू-आधारित एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग थिंक टैंक और कंसल्टेंसी, कंपनियों को ऊर्जा खपत और धातु 2D प्रिंटिंग के CO3 उत्सर्जन को मापने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कंपनी का नया सस्टेनेबिलिटी कैलकुलेटर निर्माताओं के लिए परिणामी CO2 उत्सर्जन को निर्धारित करने के लिए विभिन्न धातु सामग्री विकल्पों और AM प्रौद्योगिकी संयोजनों को इनपुट और तुलना करने का एक उपकरण है। अनुकूलन विकल्प और ओवरराइड विश्व स्तर पर वितरित प्रक्रिया श्रृंखला में किए गए विकल्पों के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं।

एम्पॉवर ने अपनी नई रिपोर्ट में कहा, "इसका कोई सामान्य जवाब नहीं है कि किस विनिर्माण तकनीक में कार्बन फुटप्रिंट सबसे कम है।" धातु योजक विनिर्माण की स्थिरता, चूंकि समग्र पदचिह्न धातु के प्रकार और भाग ज्यामिति से बहुत अधिक प्रभावित होता है। हालांकि, दो समान भागों की तुलना में: मिलिंग के लिए डिज़ाइन किए गए 1,000 ब्रैकेट बनाम 1,000डी प्रिंटेड होने के लिए डिज़ाइन किए गए 3 समान ब्रैकेट, कैलकुलेटर ने पाया कि जब एल्यूमीनियम में पुर्जे बनाए जाते हैं तो रेत कास्टिंग में सबसे कम CO2 उत्सर्जन होता है। लेकिन सामग्री बदलें, और समीकरण बदल जाता है। पारंपरिक रूप से टाइटेनियम में मिलाए गए समान कोष्ठकों के परिणामस्वरूप CO2 का स्तर AM तकनीकों से दोगुना उच्च होता है, जैसे लेजर पाउडर बेड फ्यूजन और बाइंडर जेटिंग.

एएम और पारंपरिक विनिर्माण की स्थिरता की तुलना तब समाप्त नहीं होती जब भाग का निर्माण किया जाता है, 3 डी प्रिंटिंग उद्योग में कई लोग तर्क देते हैं। एडिटिव निर्मित भागों के साथ एक नॉक-ऑन प्रभाव है जो मूल्य श्रृंखला के नीचे संरक्षण को सक्षम बनाता है। ऊपर वर्णित कोष्ठकों पर विचार करें, जिनका उपयोग एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

विमान के पुर्जों के साथ, वजन अक्सर सीधे ईंधन की खपत से जुड़ा होता है और इसलिए, CO2 उत्सर्जन। 3डी प्रिंटिंग तकनीक अन्य तकनीक सक्षम भागों के साथ संभव नहीं आकार बना सकती है जो कम सामग्री का उपयोग करते हैं और कम वजन करते हैं लेकिन ताकत में बराबर होते हैं। नीचे चित्रित AM के लिए डिज़ाइन किया गया AMpower का उदाहरण ब्रैकेट पारंपरिक रूप से निर्मित संस्करण की तुलना में कम सामग्री का उपयोग करता है।

एम्पावर के मैनेजिंग पार्टनर मैथियास श्मिट-लेहर कहते हैं, "हमें उम्मीद है कि कंपनियां अपनी प्रक्रियाओं और भागों को कम कार्बन फुटप्रिंट की ओर अनुकूलित करने के लिए टूल का उपयोग करेंगी।" "इसके अलावा, इस सवाल के बारे में स्पष्टता लानी चाहिए, जहां एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग कम पदचिह्न में योगदान दे सकती है, और जहां पारंपरिक प्रौद्योगिकियां अधिक कुशल हैं।"

एम्पॉवर के अनुसार, एक विमान में 1 किलो वजन की बचत से 2,500 लीटर केरोसिन की वार्षिक बचत होती है, और, एक विमान के 20 साल के जीवनकाल को मानते हुए, इससे 126,000 किलोग्राम CO2 की बचत होती है। श्मिट-लेहर कहते हैं, "इंजन, पंप या टर्बाइन जैसे कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए समान बचत की जा सकती है, जहां वजन घटाने या प्रदर्शन में वृद्धि का उपयोग में उत्सर्जन पर बड़ा प्रभाव पड़ता है।"

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग को मैन्युफैक्चरिंग के लिए एक स्थायी जीत के रूप में आंकते समय, यह अंत-उपयोग के अनुप्रयोगों में है, जहां तकनीक वास्तव में चमक सकती है। एम्पावर ने अपनी नवीनतम रिपोर्ट में कहा, "वजन या दक्षता अनुकूलित एएम डिज़ाइन की उपयोग में बचत आंशिक उत्पादन से उत्सर्जन से बड़ी संख्या में हो सकती है।" "हालांकि, उपयोग में बचत, यदि कोई हो, आवेदन पर दृढ़ता से निर्भर है।"

उनके हल्के वजन के डिजाइन और भाग समेकन के अलावा, जो दक्षता को बढ़ाता है, तथ्य यह है कि अधिकांश योगात्मक रूप से निर्मित भागों को स्थानीय रूप से उत्पादित किया जाता है, शिपिंग और संबंधित उत्सर्जन को समाप्त करते हुए, एएम के पक्ष में एक और डेटापॉइंट है। वेयरहाउस में बैठे भौतिक भागों के बजाय, आवश्यकतानुसार 3D प्रिंटेड ऑन-डिमांड होने के लिए डिजिटल प्रारूप में स्पेयर-पार्ट इन्वेंट्री को तैयार रखने की उभरती हुई प्रथा भी है।

आगे देखते हुए, एम्पावर का कहना है कि कच्चे माल के उत्पादन में रीसाइक्लिंग दरों में वृद्धि और 100% पुनर्नवीनीकरण सामग्री से नई धातु पाउडर उत्पादन प्रौद्योगिकियों का 3 डी प्रिंटिंग के सीओ 2 पदचिह्न को और भी कम करने पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा।