¿Cuál es el impacto medioambiental de la fabricación aditiva de metal?
La semana pasada, la asociación Green Trade (AMGTA) publicó su informe sobre el impacto ambiental de la fabricación aditiva de metal. Realizado por Jeremy Faludi, de la Universidad Tecnológica de Delft y Corrie Van Sice de Dartmouth College, este estudio compara los procesos de impresión 3D de metal con los métodos tradicionales. Además, se pregunta si, en última instancia, tienen beneficios ambientales, además de beneficios económicos y funcionales que pueden tener en algunos casos. Al realizar esta encuesta, la AMGTA tuvo como objetivo suscitar el debate preguntando cómo las empresas podrían planificar estrategias responsables para la fabricación aditiva. ¿Tienen finalmente las tecnologías 3D de metal un futuro sostenible?
En cualquier caso, actualmente se trata de un proceso en pleno crecimiento. Según un estudio de Grand View Research realizado este mismo año, la impresión 3D de metal se estima en $1 mil millones en 2020 con una tasa de crecimiento de más del 27% anual para los próximos años. Al reunir diferentes procesos como la fusión láser por lecho de polvo, la deposición de material bajo energía directa o incluso el EBM, la fabricación aditiva de metal ofrece múltiples ventajas en la producción. Entre ellas encontramos la libertad de diseño, reducción del número total de componentes y pasos de montaje, reducción del peso de las piezas, personalización, etc. En algunos casos, y en particular para el diseño de series pequeñas, se ha vuelto evidente en comparación con los procesos convencionales, ya que los fabricantes eliminan la producción de moldes más caros. Aún así, es un método de fabricación menos conocido, con desafíos que quedan por definir.
La fabricación aditiva de metal es particularmente popular en el sector médico | Créditos: EOS
El impacto ambiental es uno de ellos y ese es el objetivo de este estudio. La AMGTA dice que se llevó a cabo para “resumir el conocimiento actual e identificar áreas donde la información es escasa, poco clara y muy necesaria”. Los autores llegaron a comparar la impresión 3D de metal y la fabricación convencional por etapas del ciclo de vida de la pieza, observando en particular los impactos de los materiales utilizados (más particularmente acero inoxidable, aluminio y titanio) o aún de su transformación. También hicieron esta comparación por sectores de actividad, como el aeroespacial, automoción y médico, tres industrias para las que la fabricación aditiva de metales ha revolucionado los procesos productivos.
El impacto medioambiental de la fabricación aditiva de metal
Al realizar su estudio, los autores llegaron a una conclusión: la fabricación aditiva de metales tiene una mayor huella de carbono por kilo de material procesado en comparación con los métodos tradicionales de fabricación directa. Esto sugiere que la tecnología 3D es generalmente una opción menos sostenible, por lo que se deben encontrar situaciones en las que proporcione otros beneficios. Aquí es donde la geometría de la pieza a producir tiene un mayor impacto. Siempre será preferible mecanizar un cubo macizo, pero optaremos por la impresión 3D para producir una estructura de celosía o una carcasa hueca.
Sherry Handel, directora ejecutiva de AMGTA, explica: “Nadie debería esperar que la fabricación aditiva sea una forma más sostenible de producir piezas metálicas básicas dada la energía enfocada inherente a la fusión láser, pero debería presentar un camino más sostenible para la fabricación de componentes acabados de precisión”.
La fabricación aditiva de metal es útil para reducir el número de componentes en piezas complejas | Crédito: Nick Hurm, aditivo de GE
Sin embargo, los autores señalan que es necesario hacer más comparaciones para ser más precisos. Explican que actualmente carecen de datos, ya que la documentación no es muy extensa. Idealmente, las evaluaciones futuras también deberían cubrir todo el ciclo de vida del producto, ya que procesos como la extracción de materias primas, la atomización de gas y la logística tendrán impactos importantes en la huella de carbono. Igualmente, cosas como la tasa de fallos de la impresión 3D y el posprocesamiento deberán estudiarse más de cerca para reducir dicho impacto.
En conclusión, la huella de carbono por kg de material en la fabricación aditiva sería unas diez veces mayor en comparación con los procesos de fabricación directa más tradicionales. Pero cuando la impresión 3D permite ahorrar una masa significativa de material, puede haber menores impactos de fabricación que el mecanizado, especialmente para materiales con impacto medioambiental como el titanio. Por último, la AMGTA recomienda optimizar el uso de las impresoras, ya sea compartiéndolas o reduciendo el espacio no utilizado del área de fabricación. Los usuarios también pueden elegir metales que minimicen la energía del proceso, utilizando factores como el punto de fusión, la reflectancia y la conductividad térmica. Puedes encontrar el estudio completo AQUÍ.
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