增材制造:可持续的选择

与传统的减法制造技术相比，增材制造在从聚合物或金属打印机生产组件或部件方面具有明显的材料优势。在传统的减法制造工艺中，通过铣削工作，一块棒料可以减少高达95%。这个过程需要几个小时，每块材料仅限于一个组件，可能需要几台机器同时运行。

增材制造极大地改变了这一过程。增材制造从金属动力开始，而不是从基础零件开始。然后将这种粉末放入机器中，呈现为熔融金属，并通过称为定向能量沉积(DED)的工艺，逐层地进行零件组装。还有一种粘合剂喷射工艺，包括用胶水喷射粉末，然后将粉末放入烧结炉中成为零件。

这里的优势有三方面:

• 实例部分减少了材料支出。增材制造不需要运输一块棒材原料，然后将90-95%的基材铣削出来，只需要加工完成最终产品所需的基材数量。
• 增材制造也可以增加产量。五轴或六轴数控机床一次仅限于一个零件。根据增材机的建造室的大小，可以同时打印多个部件，一层一层。
• 最后，该部件的设计可以适应于传统减法工艺无法实现的打印方式。例如，使用增材制造设计(DfAM)和生成式设计，可以创建一个部件或一系列部件，并将其合并到一个部件中，该部件可能具有通过传统减法工艺无法创建的内部结构。

材料回收

增材制造具有可持续优势的另一个领域是所使用的粉末或长丝。虽然3D打印允许最低限度的材料支出，但在这个过程中可能会有一些粉末或细丝未被使用。例如，对于激光粉末床融合打印机，该过程的一部分通常涉及从粉末中剥离部分，其中一些可能无法重复使用，因为它接近成品部分。可回收率是基于打印机和材料，任何附加的回收系统与打印机一起出售。金属可以像其他减法工艺一样回收，但粉末印刷的独特之处在于它不一定是一次性使用的产品。粉末可以重复使用几次，与新鲜粉末混合以更新其余的粉末。这减少了回收产品之前所需的时间，以及最大限度地减少未使用或无法使用的产品数量，需要回收。

建议

增材制造与传统制造工艺相比有几个优点，使其成为更可持续的制造工艺。通过其制造工艺、材料优势以及在所有范围内减少排放的能力，与传统工艺相比，它是一种更可持续的工艺。

根据ARC的研究和分析，我们建议业主运营商和其他技术用户采取以下行动:

• 评估增材制造，看看它是否适合你的业务运营，权衡成本和效益。
• 如果成本效益比允许您的企业更好地实现可持续发展目标，制定行动计划将工业转换为增材制造。
• 评估进一步扩大业务运营，以实现更可持续的替代方案。