보고서: 금속 3D 프린팅이 환경에 미치는 영향

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적층 제조의 환경적 이점을 홍보하는 데 전념하는 글로벌 무역 그룹은 "금속 적층 제조의 환경 영향에 대한 지식 현황"이라는 제목의 보고서를 발표했습니다. AMGTA(적층제조업녹색무역협회)의 의뢰로 작성된 이 논문은 델프트 공과대학의 Jeremy Faludi 박사와 다트머스 대학의 Corrie Van Sice가 작성했습니다.

이 연구는 기존 학술 문헌을 종합하고 금속 AM의 환경 영향을 기존 제조(CM) 방법과 비교하고 일반 금속 및 가공 방법의 영향에 대한 맥락을 제공합니다.

20페이지짜리 보고서의 주요 내용 중 하나는 "직접 제조 공정 자체를 고려할 때 AM은 일반적으로 CM보다 처리된 재료 1kg당 탄소 배출량이 훨씬 높지만, 그 영향은 부품 형상에 크게 좌우된다"는 것입니다. 예를 들어 견고한 큐브를 가공할 때 환경에 미치는 영향은 적층 가공보다 낮으며, AM을 사용하여 속이 빈 쉘이나 격자 구조를 생산하는 것은 기계 가공보다 영향이 낮습니다.

보고서는 환경 영향을 정량화하기 위해 추가적인 전과정 평가(LCA) 연구가 필요하다는 점을 더 잘 인식하고 있습니다. "금속 AM과 CM을 확실하게 비교하려면 더 많은 LCA 연구가 필요합니다. 특히 AM과 기계 가공을 직접 비교하고 특히 바인더 제트 및 DED(직접 에너지 증착)와 같은 기술의 경우 이러한 LCA에는 이상적으로 더 많은 제품 수명주기가 포함되어야 합니다. ."

저자가 도출한 다른 결론은 다음과 같습니다.

• AM이 상당한 재료 질량을 절약하면 특히 티타늄과 같이 환경에 영향을 미치는 재료의 경우 기계 가공보다 제조에 미치는 영향이 더 낮을 수 있습니다.

• AM 분말 재활용의 환경적 이점과 성능 위험을 확인하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

• 항공우주 응용 분야의 경우 제조 단계의 영향에 관계없이 매우 가벼운 AM 부품은 비행 수명 동안 연료를 크게 절약하여 CM 부품에 비해 순 환경적 이점을 제공합니다.

• 자동차 응용 분야의 경우 차량은 항공우주 차량이 제공하는 무게 감소 1kg당 평생 연료 절감 효과가 없으므로 제조에 미치는 영향이 커져도 회수하기가 더 어렵습니다.

• 수리 응용 분야의 경우 DED는 SLM(선택적 레이저 용해) 또는 EBM(전자빔 용해)보다 기존 부품을 수리할 수 있는 더 많은 기회를 제공하지만 CM 수리 방법과 비교하여 장점과 단점의 규모를 결정하려면 추가 연구가 필요합니다.

AMGTA 전무이사 Sherry Handel은 이렇게 말했습니다. "이번 연구 결과는 업계에 엄격하고 독립적이며 지속적인 연구를 제공하려는 AMGTA의 계획을 입증합니다. AMGTA는 업계와 기타 주요 이해관계자에게 최신 정보를 제공하기 위한 노력의 일환으로 계속해서 연구를 의뢰하고 연구 결과를 발표할 것입니다. 현재 우리의 환경 발자국은 무엇이며, 더욱 지속 가능해지기 위해 앞으로 우리가 집중해야 할 것은 무엇입니까?"

전체 보고서는 AMGTA 웹사이트에서 확인할 수 있습니다.

AMGTA는 2019년 11월에 출범했으며 생산 또는 공정의 지속 가능성과 관련된 특정 기준을 충족하는 모든 적층제조업체 또는 업계 이해관계자에게 개방된 비상업적, 비계열 조직입니다.