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La AMGTA publica una investigación sobre la sostenibilidad de las materias primas para aditivos en polvo y alambre

Photo courtesy of Carpenter Additive
Photo courtesy of Carpenter Additive

Según esta investigación, desde el punto de vista energético, el método de atomización con gas helio es el más sostenible para la producción de polvo metálico y el consumo específico de energía depende fundamentalmente de los parámetros del proceso y de la química de la aleación. La producción mecánica de polvo, como la molienda con bolas, cuando es apropiada para la fabricación aditiva, requiere mucha menos energía que la atomización.

HOLLYWOOD, Florida, April 24, 2024--(BUSINESS WIRE)--La Additive Manufacturer Green Trade Association ("AMGTA"), una organización mundial dedicada a la promoción de prácticas sostenibles en el sector de la fabricación aditiva ("AM"), acaba de anunciar los resultados preliminares de un proyecto de investigación titulado "Specific Energy of Metal AM Feedstock: A Comparison" (Energía específica de la materia prima para la fabricación aditiva metálica: Una comparación). El estudio, encargado por la AMGTA y realizado por Syntec Associates, una consultora de investigación, en colaboración con Divergent Technologies, una fábrica digital modular completa para estructuras complejas, evaluó tres enfoques clave de procesamiento de materias primas de "AM" metálica: atomización con gas, molienda mecánica (en concreto, molienda con bolas) y trefilado de alambre, para determinar los requisitos energéticos específicos para producir materiales con materias primas. Los resultados de la investigación pusieron de manifiesto que, desde el punto de vista energético, la atomización con gas helio es el método más sostenible para la producción de polvo metálico de las aleaciones más utilizadas, seguido del argón y el nitrógeno. El consumo específico de energía para la atomización también depende en gran medida de los parámetros del proceso y de la química de la aleación. Además, la investigación demostró que el fresado mecánico, cuando es apropiado para su uso en la producción de polvo en la fabricación aditiva, presenta una reducción significativa del consumo específico de energía en comparación con la atomización con gas.

"Al preparar las evaluaciones del ciclo de vida sobre el procesamiento a velocidad industrial de nuestras aleaciones, me percaté de que había una amplia variación en la literatura sobre el consumo de energía en el proceso de fabricación aditiva y de atomización para obtener polvo", declaró Michael Kenworthy, director de Tecnología de Divergent Technologies y director de la Junta Directiva de la AMGTA. "Esta investigación estableció un conjunto de supuestos y modelos de proceso a partir de los cuales comprender los mecanismos clave del proceso y evaluar los estudios comerciales del sistema que informan sobre futuras mejoras en términos de sostenibilidad".

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Las principales conclusiones de este estudio son las siguientes:

  • La atomización con gas helio es la mejor para la atomización de polvos: Las investigaciones indican que, desde el punto de vista energético, la atomización con gas helio es el método de atomización con gas más sostenible, con una reducción significativa del consumo específico de energía en comparación con el argón y el nitrógeno para las aleaciones de uso común.

  • El polvo atomizado con argón es mejor que el atomizado con nitrógeno: Para aquellos que buscan una alternativa al helio, el polvo atomizado con argón se muestra como una opción con notable ahorro de energía en comparación con el polvo atomizado con nitrógeno.

  • La molienda mecánica supera a la atomización con gas: La molienda mecánica, en particular con bolas, demuestra una reducción significativa del consumo específico de energía en comparación con la atomización con gas para la producción de polvo metálico para fabricación aditiva.

  • Orientación industrial para opciones sostenibles: Esta investigación pone de relieve la importancia de seleccionar métodos de fabricación con el menor consumo específico de energía por kilogramo para mejorar la sostenibilidad general en la producción de materias primas utilizadas en la fabricación aditiva.

"Uno de los objetivos más importantes de la AMGTA es educar al consumidor sobre los métodos de producción más sostenibles dentro de la cadena de suministro de aditivos. Este importante trabajo de investigación ofrece una guía sobre qué métodos de atomización con gas requieren la menor cantidad de energía específica por kilogramo", señaló Brian R. Neff, presidente de la Junta Directiva de la AMGTA. "Al mismo tiempo, indica al mercado que los métodos de producción mecánica de materia prima en polvo, como la molienda con bolas, son en sí mismos un orden de magnitud mejor que la atomización con gas desde el punto de vista energético".

La atomización con gas, considerada una tecnología prometedora para producir polvos en stock destinados a la fabricación aditiva, fue uno de los puntos centrales del estudio. Según la investigación, la atomización con helio como gas de atomización generaba el menor consumo total de energía específica en comparación con el argón (13% mejor en promedio) y el nitrógeno (28% mejor en promedio). Además, se descubrió que el polvo atomizado con argón reducía los requisitos energéticos en un 12% en comparación con el polvo atomizado con nitrógeno para las aleaciones estudiadas (SS316L, Al5083 e IN718).

Los resultados del estudio también destacan la eficacia de la producción mecánica de polvo, en particular la molienda con bolas, que mostró una mejora de aproximadamente el 90% en el consumo específico de energía en comparación con la atomización con gas para la gama de condiciones de proceso estudiadas. Se recomienda seguir investigando para determinar el impacto aplicado dentro de categorías de productos específicas del uso de polvo atomizado con helio o polvo molido con bolas.

"Esta investigación coincide con el compromiso de la AMGTA de comprender mejor las prácticas de fabricación sostenible que aprovechan las tecnologías de aditivos", declaró Sherri Monroe, directora ejecutiva de la AMGTA. "Estos resultados ponen de relieve consideraciones clave para los fabricantes que buscan métodos de producción de materias primas respetuosos con el medioambiente. Para avanzar en la sostenibilidad en la fabricación aditiva, la investigación es vital a la hora de tomar decisiones con fundamentos".

Los aspectos más destacados del estudio se pueden consultar en el sitio web de la AMGTA. La AMGTA afirma que espera publicar otros estudios independientes a lo largo de 2024. Puede encontrar más información sobre este estudio y otros realizados por la AMGTA en su sitio web: www.AMGTA.org.

Acerca de la AMGTA

La AMGTA nace en 2019 con el objetivo de comprender y promover mejor los beneficios medioambientales de la fabricación aditiva en la economía mundial en su totalidad. Los miembros de la AMGTA representan a todo el espectro de la fabricación, desde el diseño y las materias primas hasta los productos finales y los usuarios, centrados en innovar productos mejores, más sostenibles y económicamente ventajosos a través de las mejores prácticas aditivas. Para obtener más información, visite www.amgta.org.

El texto original en el idioma fuente de este comunicado es la versión oficial autorizada. Las traducciones solo se suministran como adaptación y deben cotejarse con el texto en el idioma fuente, que es la única versión del texto que tendrá un efecto legal.

Vea la versión original en businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20240416208616/es/

Contacts

Sherri Monroe
smonroe@amgta.org
954.308.0888