专注於开发和促进可持续增材制造行业实践的全球宣导组织增材制作商绿色交易协会 (简称AMGTA) ,今(13)日发布首份独立研究,主题为《低压涡轮 (LPT) 支架两种制造方法的生命周期评估比较研究》。
该报告由 AMGTA 委托罗切斯特理工学院的 Golisano 永续发展研究所撰写,透过生命周期评估 (LCA) 分析商用航空低压涡轮支架,评估:1.镭射粉末床熔融 (LPBF) 增材制造 (AM) 与传统支架制造工艺相比较而言对制造效能的影响;2.支架重量减轻 50% 以上对飞机寿命的影响。从比较的结果来看,哪种制造方法使用的能源更多还没有定论,但证实商业飞机发动机和机身轻量化对碳排放造成巨大的影响。
AMGTA 执行董事 Sherri Monroe 表示,此结果证明与传统方法相比,设计在增材制造中的重要性。这项研究展示增材制造在未来飞机和发动机设计中的真正影响,预示着在其他行业和计画中使用类似的策略会取得不错的效果。
这项为期两年的研究使用三种 LCA 方法分析两种支架,包括 ReCiPe 2016 版本 1.1 中点方法、累积能源需求 v1.11 方法和政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 2021 GWP100 方法。三种方法中的两种显示,从制造的角度来看,生产传统支架所需的能源更少,而一种方法显示增材制造版本产生的二氧化碳更少。然而在所有情况下的结果,呈现基础电网的能源组合对制造过程的永续性有着巨大的影响。
这项研究强调了使用增材制造开发透过增材制造技术实现轻量化的优化组件和元件的重要性,通过增材制造技术实现飞机组件轻量化,对碳排放产生直接的影响。Sherri Monroe 补充说明:「这项研究的两个阶段,即生产和使用的影响远远超出了这个特定的支架、飞机或制造行业。生产过程中的环境影响差异微不足道,再加上客制化生产的好处,有助於提供更具弹性、高效和可持续的供应链,这对提供制造业生态系统更具有永续性的解决方案产生重大影响。」
这项研究对飞机发动机和机身制造有着直接的影响,但使用阶段的发现结果扩展到了飞机上任何可能进行轻量化的组件。由於航空的能源需求很大,期待能与 Boeing、GE 和所有行业的原始设备制造商合作,协助其在现有和未来的平台上释放出增材制造的永续潜力。AMGTA预计在2023年将发表更多的独立研究。