La recherche AMGTA montre les avantages durables de l'impression 3D Binder Jet

Technologie d'impression 3D à jet de liant de Desktop Metal. Image gracieuseté de Desktop Metal.

L'Additive Manufacturer Green Trade Association annonce les résultats préliminaires d'une étude d'analyse du cycle de vie intitulée « Évaluation comparative du cycle de vie : comparaison du moulage et du jet de liant pour une pièce industrielle ». L'étude, commandée par l'AMGTA et menée par la Yale School of the Environment (YSE) en partenariat avec Desktop Metal et Trane Technologies, a analysé un refroidisseur à spirale en acier dans un système CVC de Trane pour déterminer l'impact comparatif de la fabrication du liant jet 3D. impression par rapport au moulage métallique traditionnel.

Les résultats préliminaires ont confirmé une réduction de 38 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) grâce au processus de jet de liant, principalement due à une réduction de la demande énergétique pendant la phase de production.

« Avant ce projet, l'incertitude concernant les émissions du cycle de vie du jet de liant par rapport aux approches de fabrication conventionnelles constituait un obstacle à l'adoption de la fabrication additive », explique Kevin Klug, ingénieur principal en fabrication additive chez Trane Technologies. « Grâce aux résultats de cette étude, Trane Technologies est dans une meilleure position pour prendre en compte de manière exhaustive le coût, la productivité et l'impact environnemental de la fabrication additive plus tôt dans le cycle de conception d'un produit, lorsque le risque est le plus faible et les avantages potentiels les plus élevés.

Les principaux points à retenir de l'étude sont les suivants :

« La publication de ces résultats est importante pour l'industrie de la fabrication additive et pour les entreprises du secteur manufacturier au sens large qui recherchent des méthodes de production plus durables », déclare Sherri Monroe, directrice exécutive de l'AMGTA. « Grâce à cette étude, nous sommes en mesure de quantifier la demande énergétique réduite du jet de liant par rapport au moulage traditionnel, tout en offrant éventuellement quelques surprises quant à l'impact négligeable offert par l'allègement dans ce cas d'utilisation spécifique. »

L’un des moteurs de la croissance annuelle à deux chiffres de la fabrication additive au cours de la dernière décennie a été l’adoption du jet de liant dans plusieurs secteurs, motivée par les avantages en termes de coûts, la production en grand volume et le potentiel de gains en matière de durabilité.

« Nous sommes ravis de disposer d'une autre recherche indépendante et tierce qui valide en quoi le jet de liant constitue une approche plus écologique de la production de pièces métalliques », déclare Jonah Myerberg, directeur de la technologie chez Desktop Metal. « Les émissions nocives de la fabrication traditionnelle de métaux doivent être réduites grâce à des approches technologiques innovantes, mais les fabricants ont besoin de données solides – et non d’écoblanchiment – ​​pour faire de bons choix sur la manière dont ils fabriquent leurs produits métalliques. Cette nouvelle étude de Yale, Trane Technologies et AMGTA démontre ce que notre équipe de Desktop Metal croit depuis longtemps sur la base de notre expérience pratique : le jet de liant est une manière plus écologique de fabriquer des pièces métalliques.

L'étude YSE, d'une durée de deux ans, a analysé le cycle de vie de fabrication du début à la fin d'un ensemble de volutes composé d'une volute fixe et d'une volute orbitale fabriqué par Trane Technologies dans le cadre d'un système CVC. L'AMGTA a commandé l'étude en 2021 pour mieux comprendre le potentiel du jet de liant pour remplacer le moulage au sable traditionnel en tant que méthode de production plus durable. L'étude a évalué un processus de moulage traditionnel suivi d'étapes d'usinage, de placage et de finition au Mexique. La même conception d'ensemble de volutes a été évaluée par un processus de jet de liant additif d'impression 3D, de durcissement et de frittage suivi des mêmes étapes de placage et de finition au même endroit au Mexique.

Les résultats de l'étude ont montré une réduction de 38 % des émissions de GES pour le processus de fabrication additive par rapport à la méthode traditionnelle basée sur le moulage. En raison de la nature du jet de liant, les chercheurs de YSE ont conclu qu'une refonte de la conception pour l'allègement via une structure de type treillis ne conduirait pas nécessairement à des réductions supplémentaires des émissions de GES, principalement parce que la majorité de l'électricité consommée liée aux étapes d'impression, de durcissement et de frittage serait ne pas être affecté par les structures de type treillis. L’analyse suggère qu’une réduction de 10 % de la masse de l’ensemble de volutes entraînerait une réduction de 1 % des émissions de GES.