增材制造商绿色贸易协会(“AMGTA”)是一个专注于推广可持续增材制造(“AM”)行业实践的全球倡导组织。该组织今天宣布了一项名为“金属AM原料特定能耗：一项比较”的研究项目的初步结果。该研究受AMGTA委托，由研究咨询公司Syntec Associates与针对复杂结构的完整模块化数字工厂Divergent Technologies合作进行，评估了三种关键的金属AM原料处理方法——气体雾化、机械研磨（特别是球磨）和拉丝，以确定生产原料的特定能源需求。研究结果表明，从能源角度来看，氦气雾化是用于生产常用合金金属粉末的最可持续的气体雾化方法，其次是氩气和氮气。雾化的特定能耗还主要取决于工艺参数和合金化学成分。此外，研究表明，与气体雾化相比，机械研磨（如果适合用于增材制造中的粉末生产）可显著降低特定能耗。
Divergent Technologies首席技术官兼AMGTA董事Michael Kenworthy表示：“在准备对我们的合金进行工业速率加工的生命周期评估时，我发现有关AM工艺和粉末雾化能耗的文献差异很大。此次研究建立了一套透明的工艺假设和模型，据此可以了解关键工艺杠杆，并评估系统权衡研究，为未来的可持续性改进提供参考。”
这项研究的主要结论包括：
氦气雾化最适合粉末雾化：研究表明，从能源角度来看，氦气雾化是最具可持续性的气体雾化方法，与氩气和氮气相比，氦气雾化在常用合金方面的特定能耗显著降低。
氩气雾化粉末优于氮气：对于那些寻求氦气替代品的人来说，氩气雾化粉末被证明是一个不错的选择，与氮气雾化粉末相比，氩气雾化粉末更节能。
机械研磨优于气体雾化：在金属AM粉末生产中，与气体雾化相比，机械研磨（尤其是球磨）可显著降低特定能耗。
关于可持续选择的行业指南：这项研究强调了在生产用于增材制造的原料时，选择每公斤特定能耗最低的制造方法以提高整体可持续性的重要性。
AMGTA董事会主席Brian R. Neff表示：“AMGTA的首要目标是向消费者宣传增材制造供应链中最具可持续性的生产方法。这项重要的研究为生成每公斤产品所需特定能耗最低的气体雾化方法提供了指导。同时，它还向市场表明，从能源角度来看，球磨等粉末原料机械生产方法本身就比气体雾化好一个数量级。”
气体雾化被认为是生产用于增材制造的粉末原料的一项前景广阔的技术，也是这项研究的一个焦点。研究显示，使用氦气作为雾化气体与氩气（平均改善13%）和氮气（平均改善28%）相比，气体雾化的总特定能耗最低。此外研究还发现，在研究涉及的合金（SS316L、Al5083和IN718）中，氩气雾化粉末比氮气雾化粉末减少了12%的能源需求。
研究还强调了机械粉末生产（特别是球磨）的效率，在研究涉及的工艺条件范围内，机械粉末生产比气体雾化的特定能耗改善了约90%。建议开展进一步研究，以确定使用氦气雾化粉末和/或球磨粉末对特定产品类别的应用影响。
AMGTA执行董事Sherri Monroe表示：“这项研究与AMGTA更好地理解利用增材技术的可持续制造实践的承诺相符。这些研究结果强调了寻求环保原料生产方法的制造商需要考虑的关键因素。为了推进增材制造的可持续发展，这项研究对于做出明智的决策至关重要。”
