增材制造商绿色贸易协会( AMGTA)：报告3D打印喷气发动机零件的二氧化碳减排效果

增材制造商绿色贸易协会( AMGTA) 是第一个致力于3D打印可持续发展的组织，旨对3D打印中能源和材料的使用进行实际研究。2023年4月，南极熊获悉，AMGTA 发布了第一份独立研究。



该报告由 AMGTA 委托，由罗切斯特理工学院的戈利萨诺可持续发展研究所撰写，题为”通过两种制造方法比较低压涡轮 (LPT) 支架的生命周期评估“，这个研究持续了两年，比较了使用金属激光粉末床熔合与 CNC 加工生产零件的影响，以及重量减轻50%对飞机寿命的影响。最终，该研究无法确定哪种制造方法消耗更多能源，但它确实证实轻量化商用飞机发动机和机身对碳排放有显着影响。

AMGTA 执行董事 Sherri Monroe 说：“这种经过同行评审的 LCA 的发布是史无前例的，是AMGTA 的一个里程碑，也是我们第一次能够发布切实的结果，本研究证明与传统方法相比，增材制造更需要考虑设计的重要性。这项研究表明了增材制造对未来飞机和发动机设计的真正影响，为在其他行业和项目中使用增材制造技术奠定了研究基础。”



所研究的支架是将燃料歧管连接到波音 767 上的两台 GE 航空 CF6-80C2B6F 涡轮发动机的低压涡轮模块外壳的 12 个支架之一。选择该部件是因为其简单易用，由 AMGTA 成员Sintavia在 EOS M290 3D 打印机上使用 Höganäs AB Inconel 718 粉末重新设计并生产。与此同时，传统制造的零件是由一家位于田纳西州的机加工车间进行数控加工的。

据 Sintavia 称，优化后的 AM 支架重量比原始版本轻 50%，即 0.063 千克，同时具有增强的机械性能，包括更长的疲劳寿命。该研究估计，每减轻 1 公斤体重，碳排放量将减少 13,376 公斤。



Sintavia 首席执行官兼 AMGTA 主席 Brian Neff 表示：“这项研究强调了使用 AM 开发优化的零件和组件的重要性，这些零件和组件已经通过 AM 技术实现了轻量化。目前没有其他可行的商业技术像通过 AM 轻量化飞机部件那样对碳排放产生如此直接的影响，我们现在已经独立验证、同行评审的数据证明了这一点。期待与波音、通用电气和业内所有原始设备制造商合作，继续释放 AM 的可持续潜力。”

AMGTA 指出，与之前的类似研究相比，该研究表明 AM 比传统方法使用更多的优势。三种 LCA 方法中的两种表明传统支架需要更少的能源来生产，而一种表明 3D 打印支架产生的排放量更少。LCA 是根据 ISO 14040:2006(E) 执行的，并由 EarthShift Global 进行了同行评审。先前的研究以及本研究都认为，就确定制造技术本身的温室气体排放量而言，能源胜过其他因素。这是因为能源的性质决定了能源使用对全球变暖的贡献是多是少。例如，一个完全依靠太阳能运行的设施将比接入化石燃料能源网络的设施更具可持续性，但依靠可再生能源运行并不是资源使用的长期解决方案。

Sherri Monroe 补充道：“这项研究包括两个阶段，生产和使用，生产过程中增材制造技术对环境的影响很小，提供更有弹性、高效和可持续的供应链，对制造生态系统，以提供更可持续的解决方案。虽然这项研究只针对飞机发动机和飞机本体，但在使用阶段的研究结果剋扩展到飞机的任何可能被轻量化的部分，包括机械系统、座椅、服务推车等，甚至可以延申到车辆、轮船、火车上。

这只是 AMGTA 的第一项独立研究，该组织将在全年发表其他独立研究。在许多方面，增材制造在脱碳方面具有很多的优势和应用，它是一种直接减少​​现有系统碳排放的方式。然而，这项技术的成本较高，需要一定的激励措施。相信AMGTA 会继续发挥重要作用，不断证明该技术的可持续发展潜力。

报告链接：https://amgta.org/wp-content/upl ... cturing-Methods.pdf