بحث جديد من اتحاد AMGTA يبين المزايا المستدامة في الطباعة ثلاثية الأبعاد بنفث مادة الربط

(BUSINESS WIRE)-- اتحاد التجارة الصديقة للبيئة لجهات التصنيع بالإضافة ("اتحاد AMGTA")، وهو عبارة عن مجموعة تأييد عالمية تركز على الارتقاء بالممارسات الصناعية في مجال التصنيع بالإضافة (AM) المستدامة، أعلن اليوم عن النتائج الأولية لدراسة تحليل دورة حياة بعنوان "تقييم دورة الحياة المقارنة: مقارنة القولبة مع نفث مادة الربط لعمل جزء صناعي.” تم التكليف بالدراسة من جانب اتحاد AMGTA وأجرتها كلية Yale للبيئة (YSE) في شراكة مع شركة Desktop Metal (الرمز على مؤشر NYSE: DM)، وهي شركة رائدة عالميًا في تقنيات التصنيع بالإضافة للإنتاج الكبير وشركة Trane Technologies (الرمز على مؤشر NYSE: TT)، وهي جهة ابتكار عالمية في مجال المناخ، وقد حللت الدراسة جهاز تبريد حلزوني فولاذي في نظام للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء من شركة Trane لتحديد الأثر التصنيعي المقارن للطباعة الثلاثية الأبعاد بنفث مادة الربط في مقابل قولبة المعدن التقليدية. أكدت النتائج الأولية انخفاضًا حادًا بنسبة 38% في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) من خلال عملية نفث المادة الرابطة الأولية التي تعتمد على الاستهلاك الأقل للطاقة في أثناء مرحلة الإنتاج.

قال Kevin Klug، المهندس الأول للتصنيع بالإضافة في شركة Trane Technologies "قبل هذا المشروع، كان الشك في الانبعاثات على مدار دورة حياة نفث مادة الربط في مقابل أساليب التصنيع التقليدية يشكل عائقًا أمام تبني التصنيع بالإضافة. في وجود نتائج هذه الدراسة، أصبحت شركة Trane Technologies في وضع أفضل للنظر بشكل شامل في تكلفة التصنيع بالإضافة والإنتاجية والأثر على البيئة في وقت مبكر أكثر في دورة تصميم منتج ما بما أن الخطر في أقل مستوى والمزايا المحتملة في أعلى مستوى."

الدروس المستفادة الرئيسية من الدراسة تشمل:

• انخفاضًا كبيرًا في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. أظهرت عملية الإضافة انخفاضًا بنسبة 38% في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بناءً على نفث مادة الربط بالمقارنة مع القولبة التقليدية للأجزاء التي خضعت للدراسة.
• أهمية مزيج الطاقة. على نفس منوال الاكتشافات السابقة، توصلت الدراسة إلى أن مزيج الطاقة في منشأة التصنيع في موقع التوليد، وما إذا كان إنتاج شبكة الطاقة قد تم باستخدام وسائل مستدامة، كان لهما أثر كبير على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• قيمة محدودة من إعادة التصميم لتخفيف الوزن. توصلت الدراسة إلى أن المزايا المحتملة لإعادة تصميم جهاز التبريد الحلزوني لتخفيف الوزن باستخدام بنية من نوع شبكي لم تكن ذات أهمية في ما يخص انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. الأبعاد الكلية للأجزاء التي يجري إنتاجها والاستخدام الكفء لأحجام الطباعة لعبا ساهما بعامل أهم بكثير من تخفيف الوزن. قد يوفر تخفيف الوزن مزايا بيئية في مرحلة الاستخدام، والتي لا تشملها هذه الدراسة.
• التأثيرات على إنتاج المواد. بينما أظهرت هذه الدراسة أن التأثيرات البيئية لإنتاج مسحوق المصدر كانت تبلغ تقريبًا الضعفين بالمقارنة مع قولبة الفولاذ، فإن هذه الزيادة شكلت جزءًا صغيرًا من الانبعاثات الكلية لغازات الاحتباس الحراري ولم تلعب دورًا كبيرًا في النتائج الكلية.
• بشكل عام، أنتج نفث مادة الربط جزءًا أكثر استدامة. الانخفاض الحاد في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتج عن الطلب على الطاقة في نفث مادة الربط بالمقارنة مع التصنيع التقليدي كان إلى حد كبير الاكتشاف الأهم في دراسة كلية YSE.

قال Sherri Monroe، المدير التنفيذي لاتحاد AMGTA "ظهور هذه الاكتشافات أمر مهم للصناعة بالإضافة وللشركات في قطاع التصنيع الأوسع، والتي تبحث عن أساليب إنتاج أكثر استدامة. نستطيع في وجود هذه الدراسة أن نحصي الطلب الأقل على الطاقة في نفث مادة الربط بالمقارنة مع القولبة التقليدية مع إمكانية تقديم بعض المفاجآت في الأثر المحدود الذي يقدمه تخفيف الوزن في حالة الاستخدام المحددة هذه."

كان من بين عوامل تحقيق النمو السنوي من رقمين في التصنيع بالإضافة على مدار العقد الماضي، تبني نفث مادة الربط على مدار عدة صناعات بدافع الميزات في التكلفة والإنتاج بحجم كبير وإمكانية تحقيق مكاسب في الاستدامة.

قال Jonah Myerberg، مسؤول التكنولوجيا الأول في شركة Desktop Metal "يسرنا وجود بحث خارجي مستقل آخر يثبت مقدار حفاظ نهج نفث مادة الربط على البيئة عند إنتاج الأجزاء المعدنية. مطلوب خفض الانبعاثات الضارة من التصنيع التقليدي للمعادن باستخدام منهجيات تكنولوجية مبتكرة، لكن جهات التصنيع تحتاج إلى بيانات معقولة -وليست مفتعلة للترويج- لتحديد اختيارات جيدة في ما يخص طريقة إنتاجهم لمنتجاتهم المعدنية. هذه الدراسة الجديدة من جامعة Yale وشركة Trane Technologies واتحاد AMGTA تبين ما كان فريق عملنا في شركة Desktop Metal يعتقده منذ وقت طويل بناء على خبرتنا العملية: نفث مادة الربط عبارة عن طريقة أكثر حفاظًا على البيئة لتصنيع الأجزاء المعدنية."

حللت دراسة كلية YSE التي امتدت لعامين دورة حياة التصنيع بالكامل لطقم حلزوني يتألف من لفافة ثابتة ولفافة دوارة من تصنيع شركة Trane Technologies كجزء من نظام للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء. طلب اتحاد AMGTA إجراء الدراسة في عام 2021 للتوصل إلى فهم أفضل لإمكانية أن يحل نفث مادة الربط محل قولبة الرمل التقليدية باعتباره أسلوبًا أكثر استدامة في الإنتاج. وضعت الدراسة تقييمًا لعملية قولبة تقليدية تليها الميكنة والطلاء والخطوات النهائية في المكسيك. جرى تقييم تصميم الطقم الحلزوني نفسه من خلال عملية لنفث مادة الربط بالإضافة في الطباعة الثلاثية الأبعاد والمعالجة والتلبيد متبوعة بالطلاء والخطوات النهائية نفسها في الموقع نفسه في المكسيك.

أظهرت نتائج الدراسة انخفاضًا بنسبة 38% في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في عملية التصنيع بالإضافة بالمقارنة مع الأسلوب التقليدي المعتمد على القولبة. بسبب طبيعة نفث مادة الربط، توصل الباحثون في دراسة كلية YSE إلى أن إعادة التصميم لتخفيف الوزن عبر بنية شبكية قد لا يؤدي بالضرورة إلى انخفاضات إضافية في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ويعود ذلك أساسًا إلى أن معظم الكهرباء المستهلكة في ما يخص خطوات الطباعة والمعالجة والتلبيد لن يتأثر بالبنى من النوع الشبكي. يبين التحليل أن الانخفاض بنسبة 10% في كتلة الطقم الحلزوني سيؤدي إلى انخفاض بنسبة 1% في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

تأثرت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على مدار دورة الحياة بشكل كبير بمزيج الطاقة المحلي في موقع الإنتاج. في إطار هذه الدراسة، جرى تقييم كل من طقم الجزء المصنوع بشكل تقليدي وطقم الجزء المصنوع بالإضافة في الموقع نفسه باستخدام مزيج الطاقة نفسه. وضع الباحثون أيضًا تقييمًا لمواقع الإنتاج المحتملة الإضافية وخلطات الطاقة الخاصة بها. تبين النتائج أن هذه الحساسية في ما يخص "نظافة" الشبكة مطلوب أن توضع في الاعتبار عند مقارنة التصنيع بالإضافة مع العمليات التقليدية لضمان التوصل إلى استنتاج صالح. بينما الإنتاج في موقع طاقة أكثر استدامة يحقق مزايا بيئية في كلتا عمليتي الإنتاج، فإن الفارق في التأثيرات البيئية بين الطريقتين يزول عندما يصبح مزيج الطاقة أكثر "حفاظًا على البيئة". تلعب أحجام الإنتاج أيضًا دورًا مهمًا في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن التصنيع بالإضافة، خاصةً في الاستخدام الأقل كفاءة لإحجام البناء والعمليات المجمعة الصغيرة.

أضاف Kevin Klug قائلاً "تلتزم شركة Trane Technologies بأن تتحدى الممكن بجرأة من أجل عالم مستدام. يتضمن ذلك تصميم حلول متقدمة للتحكم في المناخ يمكن تصنيعها وتشغيلها بتأثير بيئي أقل. سيصبح التصنيع بالإضافة (AM) للمعادن أداة حيوية بشكل متزايد في ذلك المسعى، وإن السرعة الأعلى والتكلفة الأقل في نفث مادة الربط بالمقارنة مع التقنيات الأخرى للتصنيع بالإضافة تجعلان هذه التكنولوجيا واعدة بشكل خاص لتصنيع مكونات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بأحجام الإنتاج ذات الملائمة."

قال Sherri Monroe "تمثل هذه الدراسة التي تمت بالتعاون مع شركة Desktop Metal تأييدًا واضحًا بالنسبة إلى جهات التصنيع مثل شركة Trane، والتي تستكشف خيارات تصنيع أكثر استدامة. إن نفث مادة الربط تكنولوجيا أثبتت كفاءتها وتتمتع بميزات واضحة ومحددة بالمقارنة مع الأساليب التقليدية. نحن ننظر بتقدير لريادة شركة Trane في السعي نحو ممارسات أكثر استدامة، ومشاركتها في هذه الدراسة، ورغبتها في مشاركة عملياتها وبياناتها، واهتمامها بمشاركة هذه المعلومات مع أوساط التصنيع الأوسع."

يمكن الاطلاع على النقاط البارزة في الدراسة على الموقع الإلكتروني لاتحاد AMGTA، ومن المتوقع نشر النتائج الكاملة في أوائل عام 2024 بعد عملية مراجعة من باحثين مناظرين. يقول اتحاد AMGTA إنه يتوقع أن ينشر البحث الإضافي المستقل خلال عام 2023. يمكن الاطلاع على معلومات إضافية عن هذه الدراسة وغيرها من الدراسات التي أجراها اتحاد AMGTA على الموقع الإلكتروني للاتحاد www.AMGTA.org.

نبذة عن اتحاد AMGTA

تأسس اتحاد AMGTA في عام 2019 للتوصل إلى فهم أفضل للمزايا البيئية التي ينطوي عليها التصنيع بالإضافة والارتقاء به على مستوى الاقتصاد العالمي. يمثل أعضاء اتحاد AMGTA الطيف الكامل للتصنيع، بدءًا من التصميم والمواد الخام إلى المنتجات النهائية والمستخدمين النهائيين، مع التركيز على ابتكار منتجات أفضل وأكثر استدامة وتتمتع بميزات مالية من خلال أفضل ممارسات الإضافة. للاطلاع على مزيد من المعلومات، يرجى التواصل مع Sherri Monroe أو زيارة www.amgta.org.

https://www.businesswire.com/news/home/53489839/en

إن نص اللغة الأصلية لهذا البيان هو النسخة الرسمية المعتمدة. أما الترجمة فقد قدمت للمساعدة فقط، ويجب الرجوع لنص اللغة الأصلية الذي يمثل النسخة الوحيدة ذات التأثير القانوني.