La Additive Manufacturers Green Trade Association (AMGTA) es la primera organización dedicada a la sostenibilidad de la impresión 3D, con el objetivo de realizar investigaciones prácticas sobre el uso de energía y materiales en la impresión 3D. En abril de 2023, aprendieron los osos polares, AMGTA publicó su primer estudio independiente.
El informe, encargado por AMGTA y escrito por el Instituto de Sostenibilidad Golisano del Instituto Tecnológico de Rochester, titulado "Comparación de la evaluación del ciclo de vida de los soportes de turbinas de baja presión (LPT) a través de dos métodos de fabricación", fue un estudio de dos años. Se comparó el impacto de la producción de piezas mediante la fusión de metales mediante lecho de polvo láser frente al mecanizado CNC, y el impacto de una reducción del peso del 50 % en la vida útil de la aeronave. En última instancia, el estudio no pudo determinar qué método de fabricación usó más energía, pero sí confirmó que aligerar los motores y los fuselajes de los aviones comerciales tiene un impacto significativo en las emisiones de carbono.
Sherri Monroe, directora ejecutiva de AMGTA, dijo: "El lanzamiento de este LCA revisado por pares no tiene precedentes, es un hito para AMGTA y la primera vez que hemos podido publicar resultados tangibles. La importancia del diseño debe considerarse aún más. Esto La investigación muestra el impacto real de la fabricación aditiva en el futuro diseño de aeronaves y motores, y sienta las bases de la investigación para el uso de la tecnología de fabricación aditiva en otras industrias y proyectos".
El soporte en estudio es uno de los 12 soportes que conectan el colector de combustible a la carcasa del módulo de turbina de baja presión de dos motores de turbina GE Aviation CF6-80C2B6F en un Boeing 767. La pieza, elegida por su simplicidad, fue rediseñada y producido por Sintavia, miembro de AMGTA, en una impresora EOS M290 3D usando polvo Höganäs AB Inconel 718. Mientras tanto, las piezas fabricadas tradicionalmente son mecanizadas por CNC en un taller de máquinas con sede en Tennessee.
Según Sintavia, el soporte AM optimizado pesa un 50 por ciento menos que la versión original, o 0,063 kilogramos, y presenta propiedades mecánicas mejoradas, incluida una vida útil más larga. El estudio estima que por cada kilogramo de peso corporal perdido, las emisiones de carbono se reducen en 13.376 kilogramos.
Brian Neff, director ejecutivo de Sintavia y presidente de AMGTA, dijo: "Este estudio destaca la importancia de usar AM para desarrollar piezas y ensamblajes optimizados que han sido aligerados usando tecnología AM. Actualmente no existe otra tecnología comercialmente viable que tenga un impacto tan inmediato impacto en las emisiones de carbono a través de componentes de aviones de aligeramiento AM, ahora hemos verificado de forma independiente, datos revisados por pares para demostrarlo. Esperamos trabajar con Boeing, GE y todos los OEM en la industria para continuar liberando el poder del potencial sostenible AM ".
La AMGTA señaló que, en comparación con estudios similares anteriores, el estudio mostró que AM utiliza ventajas adicionales sobre los métodos tradicionales. Dos de los tres métodos de LCA mostraron que los andamios tradicionales requerían menos energía para producir, mientras que uno mostró que los andamios impresos en 3D producían menos emisiones. La LCA se realizó de acuerdo con la norma ISO 14040:2006(E) y fue revisada por pares por EarthShift Global. Estudios anteriores, así como este estudio, han argumentado que la energía supera a otros factores en la determinación de las emisiones de gases de efecto invernadero de las propias tecnologías de fabricación. Esto se debe a que la naturaleza de la energía determina cuánto contribuye el uso de energía al calentamiento global. Por ejemplo, una instalación que funcione completamente con energía solar será más sostenible que una conectada a una red de energía de combustibles fósiles, pero funcionar con energía renovable no es una solución a largo plazo para el uso de recursos.
Sherri Monroe agregó: "Este estudio consta de dos fases, producción y uso, donde la fabricación aditiva tiene un bajo impacto ambiental, proporciona una cadena de suministro más resistente, eficiente y sostenible, y tiene un impacto significativo en el ecosistema de fabricación, para proporcionar más sostenible. Si bien esta investigación es específica para el motor y el cuerpo de la aeronave, los resultados de la fase de servicio pueden extenderse a cualquier parte de la aeronave que pueda aligerarse, incluidos los sistemas mecánicos, los asientos, los automóviles de servicio, etc. incluso se puede extender a vehículos, barcos y trenes.
