Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) er den første organisasjonen dedikert til bærekraften til 3D-utskrift, med mål om å gjennomføre praktisk forskning på bruk av energi og materialer i 3D-utskrift. I april 2023, erfarte isbjørnene, ga AMGTA ut sin første uavhengige studie.
Rapporten, bestilt av AMGTA og skrevet av Rochester Institute of Technologys Golisano Institute for Sustainability, med tittelen «Comparing Life Cycle Assessment of Low-Pressure Turbine (LPT) Supports Through Two Manufacturing Methods», var en toårig studie. Virkningen av å produsere deler ved hjelp av laserpulverbedfusjon av metaller versus CNC-maskinering ble sammenlignet, og virkningen av en 50 prosent vektreduksjon på flyets levetid. Til syvende og sist kunne studien ikke bestemme hvilken produksjonsmetode som brukte mer energi, men den bekreftet at lette kommersielle flymotorer og flyrammer har en betydelig innvirkning på karbonutslipp.
Sherri Monroe, administrerende direktør i AMGTA sa: "Utgivelsen av denne fagfellevurderte LCA er enestående, en milepæl for AMGTA og første gang vi har vært i stand til å publisere konkrete resultater. Viktigheten av design må vurderes enda mer. Dette forskning viser den reelle effekten av additiv produksjon på fremtidig fly- og motordesign, og legger forskningsgrunnlaget for bruk av additiv produksjonsteknologi i andre industrier og prosjekter."
Braketten som studeres er en av 12 braketter som kobler drivstoffmanifolden til lavtrykksturbinmodulhuset til to GE Aviation CF6-80C2B6F turbinmotorer på en Boeing 767. Delen, valgt for sin enkelhet, ble redesignet og produsert av AMGTA-medlem Sintavia på en EOS M290 3D-skriver med Höganäs AB Inconel 718-pulver. I mellomtiden er tradisjonelt produserte deler CNC-maskinert av en Tennessee-basert maskinverksted.
I følge Sintavia veier den optimaliserte AM-braketten 50 prosent mindre enn den originale versjonen, eller 0,063 kilo, samtidig som den har forbedrede mekaniske egenskaper, inkludert lengre utmattelseslevetid. Studien anslår at for hvert kilo kroppsvekt som går tapt, reduseres karbonutslippene med 13 376 kilo.
Brian Neff, administrerende direktør i Sintavia og styreleder i AMGTA, sa: "Denne studien fremhever viktigheten av å bruke AM til å utvikle optimaliserte deler og sammenstillinger som har blitt lettvektet ved hjelp av AM-teknologi. Det er for øyeblikket ingen annen kommersielt levedyktig teknologi som å ha en så umiddelbar innvirkning på karbonutslipp gjennom AM lettvekts flykomponenter, har vi nå uavhengig verifisert, fagfellevurdert data for å bevise det. Ser frem til å samarbeide med Boeing, GE og alle OEM-er i bransjen for å fortsette å utløse kraften til AM bærekraftig potensial."
AMGTA bemerket at sammenlignet med tidligere lignende studier, viste studien at AM bruker ytterligere fordeler fremfor tradisjonelle metoder. To av de tre LCA-metodene viste at tradisjonelle stillaser krevde mindre energi å produsere, mens en viste at 3D-printede stillaser ga mindre utslipp. LCA ble utført i samsvar med ISO 14040:2006(E) og ble fagfellevurdert av EarthShift Global. Tidligere studier, så vel som denne studien, har hevdet at energi trumfer andre faktorer i å bestemme klimagassutslippene fra produksjonsteknologier selv. Dette er fordi energiens natur avgjør hvor mye energibruk bidrar til global oppvarming. For eksempel vil et anlegg som går helt på solenergi være mer bærekraftig enn et som er koblet til et fossilt energinett, men å drive på fornybar energi er ikke en langsiktig løsning for ressursbruk.
Sherri Monroe la til: "Denne studien består av to faser, produksjon og bruk, der additiv produksjon har lav miljøpåvirkning, gir en mer robust, effektiv og bærekraftig forsyningskjede, og har en betydelig innvirkning på produksjonsøkosystemet, for å gi mer bærekraftig løsninger. Selv om denne forskningen er spesifikk for flymotoren og flykroppen, kan resultatene av idriftsfasen utvides til enhver del av flyet som kan være lettvektet, inkludert mekaniske systemer, seter, service push-biler, etc., kan til og med utvides til kjøretøy, skip og tog.
