A Additive Manufacturer Green Trade Association (“AMGTA”), grupo global de defesa focado em promover as práticas de fabricação aditiva (“FA”) sustentável do setor, anunciou os resultados preliminares de um projeto de pesquisa intitulado “Energia específica de matéria-prima para FA de metais: uma comparação”. O estudo, comissionado pela AMGTA e conduzido pela empresa de consultoria em pesquisas Syntec Associates, em parceria com a Divergent Technologies, fábrica digital modular completa para estruturas complexas, avaliou três abordagens principais de processamento de matéria-prima em FA de metais – atomização de gás, fresagem mecânica (especificamente fresagem de ponta esférica) e trefilaria – para determinar os requerimentos de energia específica para a produção de matérias-primas. Os achados da pesquisa destacaram que, da perspectiva energética, a atomização de gás hélio é o método mais sustentável usado na atomização de gás para a produção de pó metálico das ligas comumente usadas, seguido de argônio e nitrogênio. O consumo de energia específica para atomização também depende criticamente dos parâmetros do processo e da química das ligas. Além disso, a pesquisa mostrou que a fresagem mecânica, quando apropriada para uso na produção de pós em fabricação aditiva, exibe uma redução significante do consumo de energia específica quando comparado com a atomização de gás.

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Photo courtesy of Carpenter Additive

“Ao preparar avaliações de ciclo de vida do processamento industrial das nossas ligas, descobri uma ampla variação na literatura sobre o processo de FA e o consumo de energia em atomização de pó”, afirmou Michael Kenworthy, diretor de tecnologia da Divergent Technologies e diretor do Conselho da AMGTA. “Essa pesquisa estabeleceu um conjunto transparente de suposições e modelos dos processos, a partir dos quais é possível entender as principais alavancas dos processos e avaliar estudos comerciais dos sistemas que informam melhorias futurasàsustentabilidade”.

Os principais pontos desse estudo incluem:

• A atomização de gás hélio é a melhor para a atomização de pós: a pesquisa indica que, da perspectiva energética, a atomização de gás hélio se destaca como o método de atomização de gás mais sustentável, mostrando uma redução significante no consumo de energia específica comparado com argônio e nitrogênio para as ligas comumente usadas.
• Pó de argônio atomizado é melhor que nitrogênio: para aqueles que buscam uma alternativa ao hélio, o pó de argônio atomizado revela-se ser uma opção notável, oferecendo economias de energia quando comparado com o pó de nitrogênio atomizado.
• A fresagem mecânica supera a atomização de gás: a fresagem mecânica, particularmente fresagem de ponta esférica, demonstra uma redução significante em consumo de energia específica comparado com a atomização de gás para a produção de pó em FA de metais.
• Orientação do setor para escolhas sustentáveis: essa pesquisa destaca a importância de selecionar métodos de fabricação com o menor consumo de energia específica por quilo para aprimorar a sustentabilidade geral ao produzir matérias-primas usadas na fabricação aditiva.

“A meta primária da AMGTA é educar o consumidor sobre os métodos mais sustentáveis de produção dentro da cadeia de suprimento da fabricação aditiva. Essa importante pesquisa fornece orientação sobre quais métodos de atomização de gás requerem a menor quantidade de energia específica por quilo”, afirmou Brian R. Neff, presidente do Conselho da AMGTA. “Ao mesmo tempo, indica ao mercado que os métodos de produção mecânica de matéria-prima em pó, como fresagem de ponta esférica, são superiores do que a atomização de gás segundo uma perspectiva energética”.

A atomização de gás, considerada uma tecnologia promissora para a produção de pós para a fabricação aditiva, foi o ponto focal do estudo. A pesquisa revelou que a atomização de gás usando hélio como gás de atomização resultou no menor consumo de energia específica total comparado com o argônio (13% melhor em média) e nitrogênio (28% melhor em média). Além disso, descobriu-se que o pó de argônio atomizado reduz os requerimentos de pesquisa em 12% quando comparado ao pó de nitrogênio atomizado para as ligas estudadas (SS316L, Al5083 e IN718).

O estudo também destaca a eficiência da produção mecânica de pós, particularmente fresagem de ponta esférica, mostrando uma melhoria de aproximadamente 90% no consumo de energia específica comparado com atomização de gás para a série de condições de processo estudada. Mais pesquisa é recomendada para determinar o impacto aplicado em categorias de produto específicos referente ao uso de pó de hélio atomizado e/ou pó produzido com fresagem de ponta esférica.

“Esta pesquisa se alinha com o compromisso da AMGTA de entender melhor as práticas de manufatura sustentável se aproveitando das tecnologias aditivas”, afirmou Sherri Monroe, diretora executiva da AMGTA. “Esses achados destacam as considerações principais dos fabricantes que buscam métodos de produção de matéria-prima ecologicamente corretos. Para avançar a sustentabilidade na fabricação aditiva, a pesquisa é vital para tomar decisões informadas”.

Os destaques do estudo podem ser encontrados no site da AMGTA. A AMGTA afirmou que espera publicar pesquisas independentes adicionais durante 2024. Informações adicionais sobre esse estudo e outros conduzidos pela AMGTA podem ser encontradas no site da AMGTA, www.AMGTA.org.

Sobre a AMGTA

A AMGTA foi lançada em 2019 para entender melhor e promover os benefícios ambientais da fabricação aditiva na economia global. Os membros da AMGTA representam a totalidade do espectro de fabricação, desde conceitualização e matérias-primas até produtos finais e usuários, estando focados em inovar quanto a produtos melhores, mais sustentáveis e com maior vantagem financeira por meio das melhores práticas da fabricação aditiva. Para mais informações, acesse www.amgta.org.

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Fonte: BUSINESS WIRE