Metal additive manufacturing (AM) büyüyor, ancak daha fazla parça üretmek aynı zamanda daha fazla metal tozu kullanılacağı anlamına geliyor. Bu basit bir soruyu gündeme getiriyor: bu malzeme nereden gelecek?
Continuum Powders Continuum Powders ve Additive Manufacturing Research (AM Research) tarafından yayımlanan yeni bir beyaz kağıt, geri dönüşümün cevabın çok daha büyük bir parçası haline gelmesi gerektiğini savunuyor.
“Metal AM at Scale: The Closed-Loop Materials Era” başlıklı ücretsiz beyaz kağıt, metal AM’in nasıl büyüyebileceğini ve üreticilerin maliyetleri düşürme, kritik malzemeleri güvenceye alma ve kırılgan küresel tedarik zincirlerine bağımlılığı azaltma baskısıyla nasıl karşılaştıklarını inceliyor.
Sayılar, bunun neden önemli olduğunu açıklamaya yardımcı oluyor. Beyaz kağıda göre, metal 3D baskı parçalarının değeri 2016’da 3 milyar doların biraz altında iken 2025’te 8 milyar doların üzerine çıktı. Pazar büyüdükçe, bu parçalarda kullanılan metallere olan talep de artıyor. Aynı zamanda, metal AM’i en hızlı benimseyen birçok sektör – havacılık, savunma ve enerji gibi – pahalı ve temini zor olabilen yüksek değerli malzemelere dayanıyor.
Bu yüzden metal hurdasını atık olarak görmek yerine, üreticiler bunu geri dönüştürerek AM için toz haline getirebilir. Continuum bu yaklaşıma dayalı bir iş modeli oluşturdu. Houston merkezli şirket, geri dönüştürülmüş malzeme dahil metal hammaddeyi gelişmiş imalat için küresel toza dönüştüren Greyhound Melt-to-Powder (M2P) teknolojisini kullanıyor.
Metal AM için geri dönüşüm, maliyet ve malzeme temini konusunda da yardımcı olabilir. Metalin yerel olarak geri dönüştürülmesi, özellikle ABD’nin daha fazla üretimi eve getirme ve kritik metallere yabancı kaynaklardan daha az bağımlı olma çabalarıyla, üreticilerin ihtiyaç duydukları malzemeleri güvence altına almalarına yardımcı olabilir.
Beyaz kağıt, metal AM, geri dönüşüm ve tedarik zincirleri arasındaki bu bağlantıyı inceliyor. Ele alınan konular arasında maliyet verimliliği, tedarik özerkliği, stratejik sektörler için yüksek değerli malzemeler, savunma imalatı ve kapalı döngü üretime geçiş yer alıyor.
Sayısal veriler, AM yüksek hacimli üretime geçtikçe farklı bir tablo çizmeye başlıyor. Şirketler daha az parça ürettiğinde, toz geri dönüşümü maliyet üzerinde büyük bir etki yaratmayabilir. Ancak üretim büyüdükçe kullanılan malzeme miktarı da artıyor ve bu da malzeme maliyetlerini çok daha önemli hâle getiriyor.
Siemens Energy gibi şirketler zaten bu şekilde çalışıyor. Continuum, Siemens Energy ile birlikte yüksek değerli metal hurdasını AM için toz hâline getirdi. Bu metal atık olarak atılmak yerine yeni malzeme satın almak yerine üretim sürecine geri döndürülebilir.
Metal Hurda’dan Yüksek Sıcaklık Parçalarına
Bir eşlikçi webinar, bu malzemelerin kullanılabileceği bir alanı daha yakından inceliyor. 6 Ağustos’ta düzenlenen The Future of High-Temperature Superalloys, Continuum’un 3DPrint.com iş birliğiyle sunduğu ve AmPd Labs ve Continuum uzmanlarının katıldığı bir etkinlikti. Canlı etkinlik sona ermiş olsa da, tam webinar şimdi talep üzerine izlenebilir durumda.
Continuum Webinar. Image courtesy of 3DPrint.com
Konuşmanın büyük bir bölümü, havacılık itişi ve enerji sistemleri gibi zorlu uygulamalarda kullanılan nikel bazlı süper alaşım MAR-M 247LC üzerine odaklanıyor. Geleneksel olarak MAR-M 247LC gibi malzemelerden üretilen parçalar çoğunlukla yatırım döküm yöntemiyle yapılmıştır. Bu süreç kalıp ve uzun teslim süresi gerektirebilir. AmPd Labs ve Continuum, bağlayıcı püskürtme (binder jetting) teknolojisinin bu parçaları üretmek için başka bir yol sağlayıp sağlayamayacağını araştırıyor.
Webinar sırasında AmPd Labs CEO’su Tim Neal; AmPd Labs Kurucu Ortağı ve COO’su Sean Harkins; ve Continuum Araştırma ve Geliştirme Başkan Yardımcısı Dr. Sunil Badwe, bağlayıcı püskürtülmüş MAR-M 247LC üzerindeki son çalışmaları tartıştı.
Bu, bağlayıcı püskürtülmüş malzemenin geleneksel döküm malzemesiyle karşılaştırıldığı mekanik testleri ve alaşımın işlenmesiyle ilgili malzeme bilimi ile üretime uygun hâle gelmesi için hâlâ yapılması gereken çalışmaları içeriyor.
Potansiyel önem taşıyor çünkü yüksek sıcaklık süper alaşımları, atığın azaltılması ve daha güvenli hammadde kaynakları yaratılmasıyla fark yaratabilecek yüksek değerli malzemelerden biri.
Eğer bağlayıcı püskürtme, bu malzemeleri gerekli performans seviyelerinde üretebilirse, üreticiler kritik bileşenleri üretmek için başka bir seçeneğe sahip olurken, geleneksel imalatla ilişkili bazı kalıp, teslim süresi ve tedarik zinciri kısıtlamalarını da azaltabilirler.
Bu, Continuum ve AM Research beyaz kağıdının ana noktasıyla bağlantılı. Metal AM’i ölçeklendirmek sadece daha fazla yazıcı eklemekle ilgili değil. Üreticilerin aynı zamanda güvenilir ve uygun maliyetli bir malzeme teminine de ihtiyacı var. Değerli metalleri geri dönüştürüp üretime geri kazandırmak, metal AM’in çok daha büyük bir ölçekte çalışmasını sağlayabilir.
Ücretsiz beyaz kağıt, “Metal AM at Scale: The Closed-Loop Materials Era,” AM Research’tan indirilebilir.
Eşlikçi webinar, The Future of High-Temperature Superalloys, aynı zamanda talep üzerine izlenebilir.
