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如何通过增材制造减少材料浪费

   2021-12-03 Materialise玛瑞斯0
核心提示:Materialise玛瑞斯致力于投资增材制造知识,因此我们可以让我们的客户和合作伙伴为可持续的未来做出正确的选择。
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增材制造(AM) 自诞生至今已经有了长足的发展,基于其支持设计创新、大规模定制和按需制造的特点,AM为各行各业的大小企业带来了许多好处。企业可以以更少的投资将产品更快地推向市场,积极响应客户需求。

 

但是增材制造对环境有着怎样的影响?与传统制造技术相比,它产生的废料是否更少?

 

考虑到大多数传统制造技术都是减材制造,因此会留下大量废料增材制造就是一个能很好避免这一点的选择。3D打印产品的设计没有模具,因此需要的材料更少,这意味着浪费也就减少了。通过这种方式,企业可以减少要扔掉的废料,加强循环经济,并创造更多可持续的制造资源。

致力于减少浪费

问题是,可持续发展似乎已经成为公司交流时的一个流行词,而事实上,这是一个需要适当的理解和高度承诺的复杂概念。Materialise玛瑞斯自创办之初就一直专注于为一个更美好、更健康的世界做出贡献,并考虑到子孙后代的发展。正如首席执行官Fried Vancraen所解释的那样:“可持续发展即为在不影响后代满足其需求的能力发展情况下,来满足当代人的需求。”

 

考虑到关于增材制造对环境和人类的全面影响的观点并不多,我们致力于进一步调查这项技术带来的结果。在过去几年中,我们不仅扩大了我们的可持续发展目标,还提高了对该研究重要性的意识。

 

我们确定了到2025年要实现的主要目标,并正在采取符合我们长期战略的可操作步骤。通过提出诸如“我们可以做些什么来使增材制造更具可持续性?”之类的问题,和“如何将增材制造作为可持续发展的最佳选择?”,我们正在寻找新的方法来设计和创建解决方案,使我们自己和我们的客户都更具有可持续性。“

Materialise玛瑞斯致力于投资增材制造知识,因此我们可以让我们的客户和合作伙伴为可持续的未来做出正确的选择。这些信息对于如何专注于正确类型的创新并开始产生真正的影响至关重要。

Fried Vancraen  |  Materialise玛瑞斯首席执行官

可持续性始于了解我们对环境的影响

生命周期分析或LCA,是用于评价在商业产品中的每一个阶段的对环境影产生影响的方法,评测产品在制造过程中需要使用到的原料。这个周期越长,对环境的影响就越小。从这个意义上说,3D打印产品是更有益的。增材制造基于单个零件,延长了产品的生命周期。这项技术能够给产品添加新组件或改进现有组件,从而优化和延长原始产品的使用寿命。此外,研究还考虑了与生命周期相关的其它几个方面,例如创建轻量化零件的可能性、燃料消耗及其引起的排放问题等。

 

为了更好地了解我们技术的影响并确认这一假设,Materialise进行了生产100万双鞋底对环境造成的影响的生命周期分析。我们与合作伙伴BASF(巴斯夫)一起,将三种增材制造技术与传统的聚氨酯铸造技术进行了比较。

 

AM在什么时候会成为合适的选择?如果我们开始缩小制造的尺寸,选择AM显然是更有利的。每次我们提高制造流程的能源效率或消耗了更少的材料时,临界点就会向右侧移动。请注意,临界点的位置会根据零件的类型发生变化。通常来说,数量越小,临界点越高。

 

 

LCA研究的主要结论是,我们不能断言增材比传统制造技术更具可持续性。AM并不是绝对更具可持续性的选择。在某些情况下,它释放了更多的碳排放量。但是,在某些场合和特定应用中,AM是一种更可持续性的选择。这很大程度上取决于材料、运输、能源消耗、资源、流程等的整体商业模式的考量。以鞋内垫的制造为例,我们可以将鞋底夹层与鞋内垫整合为一个定制件,这样就可以减少对环境的影响,同是在增加了产品价值。

 

“总的来说,对于小规模生产而言,使用增材制造更易实现可持续生产。当然,我们还需要工具来使这类小型生产具有成本效益并且产生的废料最少。在这种情况下,我们还发布了一些降低物流成本的创新。不过,能使我们在总体上减少废料浪费情况的新产品是目前更迫切的需求,”Fried表示。

Bluesint和Process Tuner:

兑现承诺,有所作为

正如我们的 LCA 研究结果表明的那样,使用增材制造对于中小型生产来说更具可持续性,但它需要应用合适的工具来以成本效益高的方式减少废料。

 

我们希望能通过开展调查和深入研究找到回收和减少废料并最终消除废料的新方法。

 

正如Fried说的那样,“我们需要在减少浪费之外进行创新,并创造一种消除废料的方式。”为了兑现这一承诺,我们推出了两个最前沿的解决方案,用以消除废料并加快制造过程。Bluesint PA 12和Process Tuner是我们最新的产品,能帮助公司减少对环境的影响。这些工具是我们计划构建专注于可持续发展系列中的第一批产品。

关于Bluesint:100%使用回收粉末的3D打印

激光烧结是3D打印的流行方法。传统激光烧结的每次构建会有大约50%的未烧结粉末成为废料。

 

使用Bluesint PA 12,我们可以100%使用烧结过的粉末来构建全新的零件,而不是使用50%的新材料与50%的已烧结材料混合。这种创新技术可以减少30%的碳排放——比目前市场上的任何替代品都多。

 

▲ Bluesint PA 12 部件用 100% 重复使用的粉末印刷

 

关于Process Tuner:

提高团队生产力的自动化工作流程

如今,超过80%的制造商已经在使用AM,但主要用于原型设计和创新中心。公司不愿意采用AM进行大规模生产,因为他们认为这样操作太昂贵、复杂和耗时。我们的主要问题是:“我们如何帮助公司以可持续的方式扩大运营规模?”

 

Materialise Process Tuner是一个直观的在线平台,可帮助制造公司、服务机构和机器制造商加快批量制造3D打印零件所需的工艺调整。这使他们能够在找到最佳工艺参数之前减少打印数百个测试样品所造成的成本和浪费。Materialise Process Tuner可以减少为了寻找最佳打印设置所需的测试次数。此外,它还使公司能够通过先进的自动化、人工智能和仿真,以可持续的方式扩大其3D打印业务。我们在制造过程中使用Process Tuner,成功将每个优化参数的成本降低了50%!

仍然探索的未知领域

没有人能预测增材制造的未来,我们还有很多东西需要学习。增材制造的巨大潜力在于它还有着无限的可能性等到我们去探索。但有一件事是确定的:我们需要拓展思维,发现更多能利用AM建立有可持续性的业务,也对世界产生积极影响的方式。


3D打印在生产环境中使用的时间还不到20年。所以,还有很多创新可以去做。让我们一起努力,使AM变得更有意义。

Fried Vancraen  |  Materialise玛瑞斯首席执行官

- about Materialise -

Materialise玛瑞斯一直从事各种软件解决方案、工程和3D 打印服务,共同构成行业的基础。

 

通过Materialise玛瑞斯开放而灵活的平台,医疗、汽车、航空航天、艺术与设计和消费品等行业的客户可以构建创新的3D打印应用程序,将世界变成一个更美好、更健康的家园。

 

公司总部位于比利时,分支机构遍及世界各地,拥有行业内最大批的软件开发人员,是世界上最大的3D打印供应商之一。

 

这正是我们不断开拓的,因此,鼓励、激励和共同创造一个更美好、更健康的世界是多么的重要。

 
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