EOS與空中客車評估3D打印制造&環(huán)保成本

一份最近發(fā)布的環(huán)境生命周期比較有力地說明了直接金屬激光燒結(jié)（Direct Metal Laser Sintering ，DMLS）和快速熔模鑄造相比是更加環(huán)保、更可持續(xù)的制造技術(shù)。
      近日金屬3D打印機(jī)制造商EOS公司與歐洲空中客車公司合作，對空客A320發(fā)動機(jī)艙鉸鏈標(biāo)準(zhǔn)支架進(jìn)行了嚴(yán)格的環(huán)保評估。
      這項(xiàng)研究覆蓋了鉸鏈從金屬粉末原料到最終產(chǎn)品的全部制造環(huán)節(jié)，旨在為以后展開更大規(guī)模的研究建立基準(zhǔn)參照，該項(xiàng)研究的最終目標(biāo)是評估增材制造技術(shù)對于航空零件最終產(chǎn)品制造而言是否是一個(gè)具有成本效益并且在環(huán)境上可持續(xù)的生產(chǎn)方式。


      為了建立比較的標(biāo)桿，研究團(tuán)隊(duì)對兩個(gè)相同通用支架的生產(chǎn)周期進(jìn)行了評估。一個(gè)使用鈦金屬DMLS技術(shù)，另一個(gè)用的是鋼材快速熔模鑄造。比較后，研究得出了三個(gè)結(jié)論：
      在支架整個(gè)制造周期中不同制造方式對于能源消耗和二氧化碳排放量的影響是最大的。
      CO2排放在機(jī)艙鉸鏈支架的整個(gè)生命周期中近40％通過輕量化，導(dǎo)致從一個(gè)優(yōu)化的幾何形狀，這是通過使用DMLS工藝和鈦金屬帶來的設(shè)計(jì)自由度，導(dǎo)致產(chǎn)品的幾何形狀得到優(yōu)化減輕了重量，使得二氧化碳在整個(gè)制造周期中的排放減少了40%。
      使用DMLS打造的鉸鏈支架可可使每家飛機(jī)減輕10公斤重量，能夠顯著降低該行業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo)：采購質(zhì)量與飛行質(zhì)量比值（buy-to-fly）。
      該研究的第二階段則更進(jìn)一步，分析相同的鉸鏈設(shè)計(jì)，但采用相同的鈦材料。唯一不同的是一個(gè)采用DMLS技術(shù)，另一個(gè)采用傳統(tǒng)的熔模鑄造。要真正看3D打印技術(shù)是否優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。這個(gè)時(shí)候使用的是EOSINT M 280 打印機(jī)。
      從第二階段研究得出的結(jié)論是：
      能源消耗總量為包括從粉末金屬原料開始，直到完成支架的制造為止。DMLS工藝比同等階段的鑄造工藝消耗的能源略低（一方面DMLS在制造過程中的融熔與冷卻階段消耗了較高的能源，但顯著減少的制造時(shí)間）。而鑄造方式由于要?dú)饣瘶渲�制成的模具（該模具是用SLA技術(shù)制成的），使用了更高的能量，而且產(chǎn)生了溫室氣體。
      DMLS工藝直接生成最終產(chǎn)品，消除了來自二次加工的浪費(fèi)，比鑄造工藝降低材料消耗25％。
       “事實(shí)已經(jīng)證明，DMLS工藝有許多好處：它可以支持優(yōu)化設(shè)計(jì)及后續(xù)的小批量制造�！痹霾闹圃煅芯拷M組長Jon Meyer在其最后報(bào)告中說�！翱偟膩碚f，聯(lián)合研究顯示，DMLS有制造輕質(zhì)、可持續(xù)零部件并減少公司二氧化碳排放的潛力�！�