3DP应用程序

必须阅读首先定量3D打印可持续性研究

“如果3DP适用于消费产品或汽车制造中的较大生产量,则它包含(理论上的)潜力,可以使能源和二氧化碳从经济活动中绝对解除。”- Malte Gebler,Anton J.M. Schoot Uiterkamp,Cindy Visser,2014年,3D打印技术的全球可持续性观点。可从:科学直接。[2014年9月23日]

能源学院欧洲能源政策3D打印 在研究3D印刷的全球可持续性潜力的论文中,强调了这项研究。直接引用了来自能源与环境科学中心的三位学者,Nijenborgh的格罗宁根大学,该论文最初出现在能源政策,第74卷,2014年11月,第158-167页 - Arjan Schippers在能源学院的文章:“ 3D打印的能源影响”得出结论,鉴于增材制造技术的可持续性优势:“因此,必须确定可能性并制定策略将3D打印应用于更广泛的生产过程和市场。只有这样,3D打印将对能源需求和排放产生重大影响,并成为改变游戏规则的Van Wijk说的。”

本文不是研究和计算的破坏者,因此购买论文提供的大多数见解将不涵盖。本文始于工业代谢,财富产生和与生物圈的互动之间的关系。工业代谢 - 物质,能源和劳动力转化为商品,服务和副产品废物和排放 - 约有22%的总能源消耗和二氧化碳排放量的五分之一。Therefore, industrial energy efficiency is intrinsically linked to biosphere sustainability, and more efficient production methods by way of decreased input and output intensity per unit of economy – gross domestic product (GDP) – will reduce climate change, the exhaustion of the Earth’s natural resources and the direct and byproduct disruptions of ecological systems. This is the basis of the quantitive study of sustainability as per“三个可持续性维度”“经济,环境和社会”,从世界环境与发展委员会的我们的共同未来(1987年)中带来领先,这是第一个联合国可持续性文件

作者Gebler,Schoot Uiterkamp和Visser在第三次工业革命(TIR)的背景下考虑3D打印,这是通过Rifkin的定义镜头看的第三次工业革命 - 横向力量如何改变能源,经济和世界(2011年)“一个可再生能源的经济时代,在线共享其信息。”就3D打印的经济价值而言麦肯锡全球研究所分层为23.555亿美元,分别为:直接产品制造的100-300亿美元;100亿美元用于医疗组件和运输;工具和霉菌制造的300亿美元。

3D打印技术的全球可持续性观点将技术瓶颈(例如生产速度和材料范围)与技术瓶颈相关,以限制3D打印技术对小型生产量,定制产品和高价值产品中主要应用的限制。该研究强调了3D印刷在这些领域之外的潜力“ 3DP可以应用于各个制造市场。它可以潜在的常规过程替代。”值得注意的是替代而不是增强。添加添加和扣除制造过程的组合是一组模糊边界的变量。与其他机器一起涵盖添加剂和减法过程的单机器。

用于评估3D打印的可能成本,能源和二氧化碳排放的微积分是:

可持续性研究
术语:总能源供应(TPE),国内总产量(GPD),三维印刷(3DP),二氧化碳(CO2)

论文的公式化方法消化了一组与五个确定3D打印的主要市场有关的领域 - 消费产品,航空航天制造,自动生产,医疗组件和工具 - 跨四个投影场景。在这些情况下的变量是低或高的球场市场潜力,并且流程强度低或高。过程强度是成本,能源和二氧化碳排放的变化。方案1是低市场潜力和低过程强度。方案4是高市场潜力和高过程强度。方案2和3是每个方案的高和低变体。

本文根据每个方案为每个市场提供了数值输出,这是投影的基础。这些数字很有趣且有效,但是正如所说,本文不是破坏者。机器和材料成本被覆盖。每个平均值均为每个平均值。同样,与最接近现存的传统制造工艺相比,单独的3D打印先进的制造技术和材料也用财务收支平衡点进行了检查 - 与注射成型相比,立体光刻的聚合物;与高压铸造相比,铝选择性激光烧结;等等。

然后在以下标题下以精确和清晰的形式绘制适用于市场和方案的公式和其他关键变量的结果:每年避免了2025年在行业中通过3D打印成本,以$ $ $ $;2025年,行业中每个市场的成本相对变化,不包括退役;年度避免TPE在2025年在EJ的行业中通过3DP使用;TPE的相对变化在2025年的行业中每市场3DP的相对变化不包括退役;TPE / GDP强度通过3DP的相对变化在行业中,不包括2013 - 2025年退役;和CO的相对变化2/ GDP强度通过3DP在2013 - 2025年的行业中晋升。

在我看来,对3D打印技术的全球可持续性视角等于必读的论文。开创性是一个像我这样的卑鄙的技术记者,没有关于原始的定量研究论文的刻录深度。Though, given the original nature of the paper, its relevance to surely one of the most important matters of our age – sustainability – and a breadth of research cited in the paper that is self-evident, perhaps ‘must-read’ is not an overstatement. The conclusions of the paper are quantitive, empirical and lucid — the theses may well go on to become noted by industry, commerce and policy makers:

”模型计算表明,3DP包含将成本降低1,70-5.93亿美元的潜力,总能源供应总计2.54–9.30 EJ和CO2排放量增加130.5-525.5 MT,到2025年……能源和二氧化碳的排放强度到2025年,最大5%至3DP可以还原,因为3DP仍然是一种利基技术。如果3DP适用于消费产品或汽车制造中的较大生产量,则它包含(理论上)绝对将能源和二氧化碳排放与经济活动相反的潜力。”

资料来源:欧洲能源学院 /科学直接

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