Seja Verde: 'Reverter' para a Sucata

May 02, 2023

O que você pensa quando alguém diz "sucatar" ou "reverter"? Vá a um dicionário e você verá sinônimos como "inútil", "inútil" ou "ineficaz". Essas associações são profundas e mudar essas percepções é um desafio. Mas, se a indústria de manufatura aditiva (AM) quiser melhorar sua sustentabilidade comercial e ambiental, mudar a forma como pensamos sobre a sucata - na verdade, refutar todo o conceito - é algo que devemos adotar.

A qualificação independente é fundamental para atenuar as preocupações dos fabricantes sobre materiais reciclados, retrabalhados ou rejuvenescidos. Através de testes rigorosos para os padrões de produção do mundo real, as antigas associações podem ser desafiadas e a AM pode adotar com confiança um caminho mais sustentável.

A fabricação é inerentemente impactante ao meio ambiente. Pegar alguma parte do mundo natural – seja pedra, madeira, minerais ou metais – e transformá-la em algo útil significa extrair recursos básicos e gastar energia e outros recursos para convertê-los.

Simplesmente obter os materiais na forma certa para serem trabalhados é onde se originam alguns dos maiores impactos ecológicos e econômicos. A extração, processamento, refino, transporte e subsequentes fluxos de resíduos impactam a sustentabilidade muito mais do que a energia usada no processo físico de fabricação.

Metais e ligas representam desafios específicos na extração e processamento, exigindo grandes quantidades de energia e recursos em várias etapas de processamento. Estima-se que a indústria siderúrgica seja responsável por cerca de 7% das emissões de carbono globalmente. Por um lado, isso talvez não seja surpreendente, visto que em 2021 quase 2 bilhões de toneladas métricas de aço bruto foram produzidas em todo o mundo. Mas também é indicativo dos impactos descomunais que a redução das emissões de carbono das cadeias de valor de metais e ligas poderia ter na corrida para o zero líquido.

Os processos de leito de pó são de longe as tecnologias AM de metal mais comumente usadas, usando fontes de energia a laser ou feixe de elétrons. Embora a manufatura aditiva represente uma porcentagem muito pequena dos materiais usados ​​e das peças criadas no contexto da indústria de manufatura global, o processo está crescendo rapidamente.

A lacuna entre as habilidades de AM e os requisitos de fabricação está diminuindo à medida que as tecnologias amadurecem, criando mais pontos de contato para o desenvolvimento de aplicativos.

Mais ênfase está sendo colocada na repetibilidade, qualidade, qualificação e certificação dos processos AM. Uma visão cada vez mais holística do ecossistema AM também está conduzindo a tecnologia para a verdadeira industrialização.

Além disso, os requisitos de fabricação estão mudando de forma a aproximá-los dos recursos da AM. Tiragens mais curtas, fabricação just-in-time e peças sobressalentes sob demanda trazem AM para a imagem e permitem que peças fabricadas com aditivos substituam a fabricação tradicional. É essencial, portanto, que o AM esteja atento à sua sustentabilidade agora, para que o impacto seja agravado por uma maior adoção nos próximos anos.

A escolha de materiais é um componente chave na entrega de metas de sustentabilidade em toda a fabricação; em nenhum lugar isso é mais evidente do que em pós metálicos. As tecnologias legadas de produção de pó, como atomização de gás (GA) e atomização de plasma (PA), são significativamente ineficientes e prejudiciais ao meio ambiente.

GA, a técnica mais comum para a criação de pós metálicos AM, produz partículas de pó que normalmente variam de um a 250 mícrons de tamanho. Mas as máquinas de fusão de leito de pó a laser (LPBF) só podem processar tamanhos de partículas de pó dentro de uma janela de 15 a 63 mícrons (sistemas ou aplicativos individuais geralmente tornam essa janela muito mais estreita).

O PA compartilha os mesmos baixos rendimentos do GA e, como tal, todo pó produzido atomizado é amplamente inadequado para AM. Isso significa que a porção útil carrega o peso ambiental e econômico do pó fora de tamanho criado. O material de tamanho incorreto geralmente é colocado de volta no processo de fabricação reversa, usando mais energia e aumentando a pegada de carbono sem agregar nenhum valor. O titânio é especificamente incinerado ou vai para um aterro sanitário, o que tem seus próprios desafios ambientais.