增材制造商綠色貿易協會(“AMGTA”)是一個專注于推廣可持續增材制造(“AM”)行業實踐的全球倡導組織。該組織今天宣布了一項名為“金屬AM原料特定能耗：一項比較”的研究項目的初步結果。該研究受AMGTA委托，由研究咨詢公司Syntec Associates與針對復雜結構的完整模塊化數字工廠Divergent Technologies合作進行，評估了三種關鍵的金屬AM原料處理方法——氣體霧化、機械研磨（特別是球磨）和拉絲，以確定生產原料的特定能源需求。研究結果表明，從能源角度來看，氦氣霧化是用于生產常用合金金屬粉末的最可持續的氣體霧化方法，其次是氬氣和氮氣。霧化的特定能耗還主要取決于工藝參數和合金化學成分。此外，研究表明，與氣體霧化相比，機械研磨（如果適合用于增材制造中的粉末生產）可顯著降低特定能耗。

Divergent Technologies首席技術官兼AMGTA董事Michael Kenworthy表示：“在準備對我們的合金進行工業速率加工的生命周期評估時，我發現有關AM工藝和粉末霧化能耗的文獻差異很大。此次研究建立了一套透明的工藝假設和模型，據此可以了解關鍵工藝杠桿，并評估系統權衡研究，為未來的可持續性改進提供參考。”

這項研究的主要結論包括：

• 氦氣霧化最適合粉末霧化：研究表明，從能源角度來看，氦氣霧化是最具可持續性的氣體霧化方法，與氬氣和氮氣相比，氦氣霧化在常用合金方面的特定能耗顯著降低。

• 氬氣霧化粉末優于氮氣：對于那些尋求氦氣替代品的人來說，氬氣霧化粉末被證明是一個不錯的選擇，與氮氣霧化粉末相比，氬氣霧化粉末更節能。

• 機械研磨優于氣體霧化：在金屬AM粉末生產中，與氣體霧化相比，機械研磨（尤其是球磨）可顯著降低特定能耗。

• 關于可持續選擇的行業指南：這項研究強調了在生產用于增材制造的原料時，選擇每公斤特定能耗最低的制造方法以提高整體可持續性的重要性。

AMGTA董事會主席Brian R. Neff表示：“AMGTA的首要目標是向消費者宣傳增材制造供應鏈中最具可持續性的生產方法。這項重要的研究為生成每公斤產品所需特定能耗最低的氣體霧化方法提供了指導。同時，它還向市場表明，從能源角度來看，球磨等粉末原料機械生產方法本身就比氣體霧化好一個數量級。”

氣體霧化被認為是生產用于增材制造的粉末原料的一項前景廣闊的技術，也是這項研究的一個焦點。研究顯示，使用氦氣作為霧化氣體與氬氣（平均改善13%）和氮氣（平均改善28%）相比，氣體霧化的總特定能耗最低。此外研究還發現，在研究涉及的合金（SS316L、Al5083和IN718）中，氬氣霧化粉末比氮氣霧化粉末減少了12%的能源需求。

研究還強調了機械粉末生產（特別是球磨）的效率，在研究涉及的工藝條件范圍內，機械粉末生產比氣體霧化的特定能耗改善了約90%。建議開展進一步研究，以確定使用氦氣霧化粉末和/或球磨粉末對特定產品類別的應用影響。

AMGTA執行董事Sherri Monroe表示：“這項研究與AMGTA更好地理解利用增材技術的可持續制造實踐的承諾相符。這些研究結果強調了尋求環保原料生產方法的制造商需要考慮的關鍵因素。為了推進增材制造的可持續發展，這項研究對于做出明智的決策至關重要。”