專注於開發和促進可持續增材製造行業實踐的全球宣導組織—增材製作商綠色交易協會 (簡稱AMGTA) ,今(13)日發布首份獨立研究,主題為《低壓渦輪 (LPT) 支架兩種製造方法的生命週期評估比較研究》。
該報告由 AMGTA 委託羅切斯特理工學院的 Golisano 永續發展研究所撰寫,透過生命週期評估 (LCA) 分析商用航空低壓渦輪支架,評估:1.雷射粉末床熔融 (LPBF) 增材製造 (AM) 與傳統支架製造工藝相比較而言對製造效能的影響;2.支架重量減輕 50% 以上對飛機壽命的影響。從比較的結果來看,哪種製造方法使用的能源更多還沒有定論,但證實商業飛機發動機和機身輕量化對碳排放造成巨大的影響。
AMGTA 執行董事 Sherri Monroe 表示,此結果證明與傳統方法相比,設計在增材製造中的重要性。這項研究展示增材製造在未來飛機和發動機設計中的真正影響,預示著在其他行業和計畫中使用類似的策略會取得不錯的效果。
這項為期兩年的研究使用三種 LCA 方法分析兩種支架,包括 ReCiPe 2016 版本 1.1 中點方法、累積能源需求 v1.11 方法和政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 2021 GWP100 方法。三種方法中的兩種顯示,從製造的角度來看,生產傳統支架所需的能源更少,而一種方法顯示增材製造版本產生的二氧化碳更少。然而在所有情況下的結果,呈現基礎電網的能源組合對製造過程的永續性有著巨大的影響。
這項研究強調了使用增材製造開發透過增材製造技術實現輕量化的優化組件和元件的重要性,通過增材製造技術實現飛機組件輕量化,對碳排放產生直接的影響。Sherri Monroe 補充說明:「這項研究的兩個階段,即生產和使用的影響遠遠超出了這個特定的支架、飛機或製造行業。生產過程中的環境影響差異微不足道,再加上客製化生產的好處,有助於提供更具彈性、高效和可持續的供應鏈,這對提供製造業生態系統更具有永續性的解決方案產生重大影響。」
這項研究對飛機發動機和機身製造有著直接的影響,但使用階段的發現結果擴展到了飛機上任何可能進行輕量化的組件。由於航空的能源需求很大,期待能與 Boeing、GE 和所有行業的原始設備製造商合作,協助其在現有和未來的平台上釋放出增材製造的永續潛力。AMGTA預計在2023年將發表更多的獨立研究。