Additiv tillverkning – en revolutionerade metod

Kristian Egeberg and Mikael Schuisky
Är additiv tillverkning framtidens tillverkningsmetod? Sandviks Kristian Egeberg och Mikael Schuisky spanar framåt.

Additiv tillverkning är en snabbt växande tillverkningsmetod som inte bara skapar nya möjligheter till produktutveckling, tillverkning och logistik. Den kan också förbättra hållbarheten inom en rad olika branscher.

På lång sikt kan additiv tillverkning eller 3D-printning, spela en viktig roll för att nå FN:s mål för hållbar utveckling, Sustainable Development Goals, menar
Eduard Hryha, forskare och projektledare vid Chalmers centrum för additiv tillverkning (CAM2) .

– För att nå klimatmålen måste vi göra stora förändringar i hur vi tillverkar produkter. Additiv tillverkning är en av de revolutionerande metoderna.

Det finns två grundläggande aspekter på hållbar tillverkning: den faktiska tillverkningsprocessen och slutprodukten. Additiv tillverkning har betydande inverkan på båda.

Minskning av produktionssteg

När det gäller tillverkningsprocessen är fördelarna uppenbara. I rapporten ”Powder Metallurgy – Intrinsically Sustainable” jämför Metal Powder Industries Federation de olika processerna. Det krävs till exempel 17 tillverkningssteg för att producera ett lastbilsdrev med konventionell bearbetning, jämfört med sex steg med en pulvermetallprocess. Varje minskat steg sparar energi.

En annan stor fördel är att tillverkningen kan göras lokalt; allt man behöver göra är att transportera pulver. Skrivaren kan placeras hos kunden eller i kundens närhet. Det här innebär att antalet transporter blir färre och mängden materialavfall inskar med additiv tillverkning.

– När du skriver ut en komponent används cirka 95 procent av det pulver man tillsatt; resten kan återvinnas och smältas ner på nytt. Detta kan jämföras med traditionell bearbetning där det blir stora mängder restmaterial, säger Mikael Schuisky, Operation Manager inom Additiv tillverkning inom Sandvik.

Högre resurseffektivitet

Även om överblivet material samlas in och skickas till återvinning även i traditionell bearbetning är koldioxidavtrycket väsentligt högre på grund av mer transporter och en mycket större mängd som ska återvinnas. Detta har en betydande energipåverkan. Anna Douglas, Global miljökoordinator på Sandvik, förklarar att det i Sandviks effektiva, elektriska stålverk går åt cirka 500 kWh för att smälta ett ton skrot.

Additiv tillverkning används för närvarande främst för att producera komponenter med komplexa konstruktioner eller som vinner på att vara lätta. Viktminskning är en konstant och viktig utmaning för till exempel flygindustrin, på grund av både bränslekostnader och koldioxidavtryck. Detsamma gäller för bilar och lastbilar, och egentligen för allt som kan förflytta sig. Mikael Schuisky förklarar att varje minskat kilo på ett flygplan sparar 3 000 USD per år i bränsle.

Fantastiska möjligheter

Trots alla de fördelar ur hållbarhetssynpunkt som additiv tillverkning erbjuder är det fortfarande en ny teknik som kompletterar traditionell, subtraktiv tillverkning.

– Additiv tillverkning är fantastiskt vad gäller vissa applikationer, men för många andra är konventionell tillverkning än så länge mer produktiv. Vi har kompetensen att kunna erbjuda båda, vilket är unikt och innebär att vi kan ge våra kunder objektiva rekommendationer när det gäller den optimala produktionsmetoden, säger Kristian Egeberg, chef för produktområde Additiv tillverkning på Sandvik.