SPECIALIZAREA : INGINERIE ECONOMIC Ă INDUSTRIAL Ă [630228]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCȚII DE MAȘINI
SPECIALIZAREA : INGINERIE ECONOMIC Ă INDUSTRIAL Ă

Titlul lucrării Economice
Titlul lucrării Tehnice

Absolvent: [anonimizat] 20 20

Cluj Napoca 2019 Lucrare de diplomă

CUPRINS

REZUMAT ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 4
SUMMARY ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 5
Capitolul 1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 14
1.2. Scopul lucrării ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 14
1.3. Noțiuni introductive ………………………….. ………………………….. ………………………. 14
1.4. Scurt istoric ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 14
1.5. Etape în imprimarea 3D ………………………….. ………………………….. …………………. 15
1.6. Metode de printare ………………………….. ………………………….. ………………………… 16
1.7. Producția materialelor ………………………….. ………………………….. ……………………. 19
1.8. Procese unitare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 21
1.8.1. Sinterizarea selectivă cu laser ………………………….. ………………………….. ……… 21
1.8.2. Topirea selectivă cu laser ………………………….. ………………………….. ……………… 22
1.8.3. Topirea cu facicul de electroni ………………………….. ………………………….. ………. 23
1.8.4. Fabricarea prin depunere de material topit (FDM) ………………………….. ………… 23
1.9. AM – Procesele post -tratament ………………………….. ………………………….. ……….. 24
Capitolul 2 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 24
2.1. Fabricație durabilă ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 24
2.2. Impactul asupra mediului ………………………….. ………………………….. …………………….. 27
2.1.1. Consum de resurse ………………………….. ………………………….. ……………………….. 29
2.1.2. Gestionarea deșeurilor ………………………….. ………………………….. ………………….. 29
2.1.3. Controlul poluării ………………………….. ………………………….. ………………………… 29
2.3. Perspectiva ciclului de viață ………………………….. ………………………….. …………………. 30
Capitolul 3 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 32
3.1. Studii privind du rabilitatea fabricației aditive ………………………….. …………………….. 32

Cluj Napoca 2019 Lucrare de diplomă

3.1.1. Statistici și prognoze avansate ………………………….. ………………………….. ……….. 32
3.1.2. Eco-design pentru fabricația aditivă ………………………….. ………………………….. .. 34
3.1.3. Modelarea specifică a procesului ………………………….. ………………………….. …… 35
3.1.4. Optimizarea multi -criterială ………………………….. ………………………….. ………….. 36
Capitolul 4 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 38
4.1. Evaluarea ș i modelarea impactului asupra mediului ………………………….. ……………. 38
………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 39
………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 39
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 44

Cluj Napoca 2019 Lucrare de diplom ă

REZUMAT

Cluj Napoca 2019 Lucrare de diplom ă

SUMMARY

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCȚII DE MAȘINI
SPECIALIZAREA : INGINERIE ECONOMICA INDUSTRIAL Ă

Titlul lucrării Economice

Coordonator științific Absolvent,

Promoția 20 20

Anexa 3
UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCTII DE MASINI
Departamentul: …………………………………………..

Aprobat,
SEF DEPARTAMENT

LUCRARE DE DIPLOMA

Absolvent: (Numele si prenumele)
Specializarea:
Promotia:
Tema propusa:
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Tema a fost propusa de: a) facultate;
b) societate comerciala;
c) institut de cercetare -proiectare.
d) alte situatii
Scurta descriere a stadiului actual al temei (cca 50…60 cuvinte)
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Originalitatea temei: a) la prima abordare;
b) îmbunatatirea solutiei existente;
c) a mai fost data la examenul de diploma;
d) brevet de inventie;
e) alte situatii, care ? ____________________________________________
Oportunitatea rezolv arii temei (cca 20…30 cuvinte)
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Data primirii temei:
Locul de documentare:

Conducator stiintific: (___________________________________________________________
sau Dr. (Numele si prenumele, locul de munca)
______________________________________________________________________________
Consultanti:
Data sustinerii lucrarii:

Nota: Absolventul trebuie sa justifice ponderea contributiei proprii in lucrare.

Conducator stiintific, Absolvent,

Anexa 4
UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCTII DE MASINI
Departamentul: …………………………………………..

FISA DE APRECIERE
a lucrarii de diploma

Absolvent: (Numele si prenumele)
Specializarea:
Promotia:
Tema abordata:
______________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Concordanta între continutul lucrarii si titlu: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Corectitudinea solutiilor: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foart e Slaba;

Corectitudinea utilizarii bibliografiei: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Ritmicitatea în elaborarea lucrarii: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba ;

Nivelul stiinti fic al lucrarii: a) Înalt; b) Mediu; c) Slab;

Calitatea documentatiei întocmite: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Executie practica/sau dezvoltare software: a) Da; b) Nu.
Originalitatea solutiilor propuse (scurta descriere)
______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________ _______________________________

Utilizarea tehnicii de calcul, la: a) redactare; b) proiectare; c) alte situatii_____________________
Aplicabilitatea lucrarii în: a) societati comerciale; b) universitati/inst itute de cercetare; c) nu are aplicabilitate
imediata; d )alte situatii _____________________________________________________

Contributia absolventului în ansamblul lucrarii este de: a) 0 – 25 %; b) 25 – 50%; c) 50 – 75%; d) 75 -100%.

Decizia conducatorului stiintific care a analizat lucrarea, este de: a) Acceptare; b) Refacere; c) Respingere.

Conducator stiintific: Absolvent:

Data: Data:

Cluj Napoca – 2019 Lucrare de diplom ă

9

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCȚII DE MAȘINI
SPECIALIZAREA : INGINERIE ECONOMICA INDUSTRIAL Ă

Studii privind evaluarea sustenabilit ății
proceselor de fabricație aditivă

Coordonator științific Absolvent,

Promoția 20 20

Anexa 3
UNIVERSITATEA TEHNIC Ă DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCTII DE MASINI
Departamentul: …………………………………………..

Aprobat,
SEF DEPARTAMENT

LUCRARE DE DIPLOMA

Absolvent: (Numele si prenumele)
Specializarea:
Promotia:
Tema propusa:
_________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______
Tema a fost propusa de: a) facultate;
b) societate comerciala;
c) institut de cercetare -proiectare.
d) alte situatii
Scurta descriere a stadiului actual al temei (cca 50…60 cuvinte)
_________________________________________________________________________
_____________________________________________ _________________________________
______________________________________________________________________________
_____
Originalitatea temei: a) la prima abordare;
b) îmbunatatirea solutiei existente;
c) a mai fost data la examenul de diploma;
d) brevet de inventie;
e) alte situatii, care
?____________________________________________
Oportunitatea rezolvarii temei (cca 20…30 cuvinte)
________________________________________ _________________________________
______________________________________________________________________________
Data primirii temei:
Locul de documentare:

Conducator stiintific:
(___________________________________________________________
sau Dr. (Numele si prenumele, locul de munca)
_________________________________________________________________________
_____
Consultanti:
Data sustinerii lucrarii:

Nota: Absolventul trebuie sa justifice ponderea contributiei proprii in lucrare.

Conducator stiin tific, Absolvent,

Anexa 4
UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA CONSTRUCTII DE MASINI
Departamentul: …………………………………………..

FISA DE APRECIERE
a lucrarii de diploma

Absolvent: (Numele si prenumele)
Specializarea:
Promotia:
Tema abordata:
______________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Concordanta între continutul lucrarii si titlu: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Corectitudinea solutiilor: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foart e Slaba;

Corectitudinea ut ilizarii bibliografiei: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Ritmicitatea în elaborarea lucrarii: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba ;

Nivelul stiintifi c al lucrarii: a) Înalt; b) Mediu; c) Slab;

Calitatea documentatiei întocmite: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Executie practica/sau dezvoltare software: a) Da; b) Nu.
Originalitatea solutiilor propuse (scurta descriere)
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________

Utilizarea tehnicii de calcul, la: a) redactare; b) proiectare; c) alte situatii_____________________
Aplicabilitatea lucrarii în: a) societati comerciale; b) universitati/institute de cercetare; c) nu are aplicabilitate
imediata; d )alte situatii _____________ ________________________________________

Contributia absolventului în ansamblul lucrarii este de: a) 0 – 25 %; b) 25 – 50%; c) 50 – 75%; d) 75 -100%.

Decizia conducatorului stiintific care a analizat lucrarea, este de: a) Acceptare; b) Refacere; c) Respingere.

Conducator stiintific: Absolvent:
Data: Data:

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

13

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

14 Capitolul 1 . Introducere

1.2. Scopul lucrării

Tehnologiile de fabricație aditivă (AM), care produc componente din date de tip 3D, prin
unirea materialelor strat cu strat , progresează de la prototipare rapidă la producția de produse
finite într -o gamă largă de aplicații.
În urma interesului crescut față de fabricația b enignă pentru mediu, cercetătorii au început
să analizeze procesele AM din perspectivă de mediu și să compare performanța lor cu rute de
fabricație alternative, ma i conveționale, cum ar fi procesele de prelucrare sau turnare prin
injecție. Desigur, corectitudinea acestor analize depinde în m are parte de disponibilitatea
datelor necesare de inventar ale ciclului de viață (LCI – Life Cycle Inventory) și de
reprezentarea acestora. În con secință, majoritatea studiilor disponibile prezintă estimări
(grosolane) sau se concetrează asupra unui caz de utilizare foarte specific. Prin urmare,
obiectivul acestei lucrări este de a oferi o imagine de ansamblu asupra datelor dispnibile LCI
despre lanțurile de producție AM, care acoperă producția de materii prime AM, procesele de
fabricație AM și procesele po st tratare AM.
1.3. Noțiuni introductive
Printarea 3D sau depunerea strat cu strat este un proces de realizare a un ei piese
tridimensional e de orice formă proiectat ă digital. Piesa 3D este fabric ată printr -un proces aditiv
în care straturile succesive de material sunt depuse în diferite forme. Diferența dintre tehnica
de printare 3D și metodele tradiționale de fabricare a pieselor constă în depunerea directă a
materialului în forma dorită încă de la început, fără a mai fi nevoie de prelucrări ulterioare.
1.4. Scurt istoric
În 1983 Chuck Hull, co -fondator al 3D systems, a inventat primul procedeu de imprimare
3D numit „stereolithography” (SLA).
Într-un brevet, acesta a definit stereolitografia ca „o metodă și aparat de fabricare a
obiectelor solide prin imprimarea succesivă de straturi subțiri de material ce se întărește sub

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

15 acțiunea razelor ultraviolete, unul peste altul”. Prin aceasta a stabilit baza pentru ceea ce azi
cunoaștem a fi fabrcația aditivă – sau imprimarea 3D.
Prima imprimantă Selective Laser Sintering a fost dezvoltată și patentată de Dr. Carl
Deckart și Dr. Joe Beaman la Univrsitatea din Texas, în 1986.
În 1989, S. Scott Crump împreună cu soția sa și co -fondatoarea Stratasys, Lisa Crump,
au inventat și patentat tehnologia „Fused Deposi tion Modeling” (FDM). FDM este o marcă
înregistrată a Stratasys – prin urmare mulți profesioniști din industrie au ales să folosească în
locul acesteia termenul de Fused Filament Fabrication (FFF).
Brevetele legate de tehnologia aditivă au început să exp ire în anul 2005.
În 2004 a fost lansat proiectul RepRap la universitatea din Bath (UK) de către Dr. Adtrian
Bowyer. Scopul proiectului era sa creeze o imprimantă 3D cu preț redus, capabilă să se auto –
reproducă. La 9 februarie 2008, RepRap 1.0 „Darwin” și -a imprimat cu succes peste 18% din
propriile componente.
Apariția imprimantelor compacte, open -source, cu software gratuit precum RepRap a
permis folosirea tehnologiei de către un grup mai larg de utilizatori, în scopuri comerciale la o
scară mai mică, edu caționale și personale. Astfel au apărut firme de imprimare 3D la costuri
reduse. Prima imprimantă 3D de birou a fost creată în cadrul proiectului RepRap. [54]
1.5. Etape în imprimarea 3D
Procesul de fabricație aditivă constă în parcurgerea următorilor pași:
a) Realizarea modelului digital – pentru acesta se folosește Computer Aider Design
(CAD). Există multe programe CAD, care folosesc diferite principii de modelare,
capacități și politici de costuri .
b) Realizarea modelului în format STL – în această etapă, un model digital este
convertit într -un fișier STL (stereolitografie) acceptat de către imprimanta 3D .
c) Verificarea și repararea modelului STL – se verifică și se repară potențialele erori
ale fișierului STL. Erori tipice: lipsa triunghiurilor, margini neconectate, inversări
ale normalelor (o fațetă este percepută greșit ca interior al piesei). Dacă nu sunt
erori, se pot face alte corecții, cum ar fi: dimensionare, densitate, modificări de
geometrie. Odată ce fișierul STL a fost generat, acesta este importat într -un
program (slicer) care îl convertește în codul G, codul G fiind un limbaj de
programare folosit în fabricarea asistată de calculator CAM pentru controlul
mașinilor unelte automate.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

16 d) Pregătirea imprimantei 3D – echipamentul trebuie să aibă o stare
corespunzăt oare, să fie încărcat cu materie primă și masa de lucru să fie curățată.
Este necesară și o verificare de rutină a tuturor setărilor de imprimare principale
și a panoului de control.
e) Imprimarea propriu -zisă – procedeul este, în mare parte, automat. În fun cție de
dimensiunea obiectului, de materiale și de imprimantă, procedura poate dura de
la câteva ore până la câteva zile.
f) Înlăturarea obiectului imprimat – în majoritatea cazurilor, în imprimarea 3D non –
industrială, înlăturarea obiectului se face cu ușurință prin separarea piesei
imprimate de masa de imprimare.
g) Procesare ulterioară – include curățarea manuală sau cu aer comprimat, lustruire,
colorare și alte acțiuni care pregătesc produsul pentru utilizarea finală.
1.6. Metode de printare
Stereolitografia (SL)

Prototipurile fabricate prin stereolitografiere sunt construite dintr -un fotopolimer lichid
(rășini acrilice , epoxidice ), care este solidificat selectiv utilizând un fascicul laser. Procesul
începe de la un fișier CAD, conținând modelul 3D al piesei , care este divizat mate matic în
secțiuni 2D.

Fig. 2.3. Stereolitografiere [4]
Când stratul este terminat, ansamblul elevator coboară platforma în bazin cu noul strat
format și se desenează următorul strat, fiecare strat nou aderând la cel anterior. Procesul se

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

17 repetă până când piesa este fabricată în totalitate. Apoi elevatorul se ridică deasupra suprafeței
fotopolimerului și piesa este scoasă din bazin pentru curățarea și finisarea necesară. Tipul de
construire variază de la mai puțin de o oră până la mai mult de o zi, depinzând de fotopolmer,
puterea laserului și geometria obiectului. [4]

Fabricarea prin depunere de material topit (FDM – Fused Deposition Modeling)

În cazul fabricării prin depunere de mat erial topit, modelele sunt realizate din material
termolastic (ABS), acesta fiind livrat de firmele producătoare sub formă de fir înfășurat pe role.
Firul de plastic intră în capul de încălzire unde ajunge până în apropierea temperaturii de topire
(1° C sub tem peratura de topire). Materialul topit este extrudat și depus în straturi subțiri.
Metoda de fabricare a suporților (pentru susținerea pieselor complexe) se bazează pe principiul
de depunere strat cu strat de material topit, similar cu metoda de fabricare a piesei propriu –
zise.[4]

Fig. 2.4. Schema de principiu a tehnologiei FDM [4]

Sinterizarea selectivă cu laser (SLS – Selective Laser Sintering)

În cazul acestui procedeu, raza laser (1) este dirijată către platforma de lucru (8) printr –
un sistem de oglinzi mobile (2, 3). La începutul procesului, platforma (6) se află în poziția
superioară. Un sistem de alimentare (4) depune pe suprafața platformei un strat de pulbere (7)

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

18 cu grosime controlată. După depunerea stratului de pulbere, raza baleiază suprafața platormei
după o traiectorie corespunzătoare geometriei primei secțiuni din modelul virtual 3D al piesei.
În urma acestui proces are loc sinterizar ea stratului de pulbere ceea ce înseamnă
materializarea primei secțiuni a piesei (8). După realizarea primului strat platforma de lucru
coboară cu un pas egal cu pasul de secționare a modelului virtual. Procesul este de tip repetitiv
și se finalizează după ce ultima secțiune din model a fost materializată. [4]

Fig. 2. 5. Schema generală a procedeului SLS [4]

Topirea selectivă cu laser (SLM – Selective Laser Melting)

Topirea selectivă cu laser și sinteri zarea selectivă cu laser sunt două procese similare de
fabricare a prototipurilor. Diferența fundamentală este că în cazul SLM are loc topirea completă
a pulberii, în timp ce SLS -ul nu topește pulberea, ci doar o sinterizează.
Piesele sunt realizate strat cu strat, ca și în cazul celorlalte metode de prototipzare rapidă.
În timpul procesului, pulberea metalică utilizată este topită de o rază laser ce urmărește
geometria stratului respectiv. Se pot realiza detalii foarte fine cu ar fi pereți verticali cu o
grosime de sub 0,1 mm. Piesele și sculele po t fi realizate din diferite tipuri de pulberi metalice
cum ar fi: zinc, bronz, oțel inoxidabil, oțel de scule, titan, crom -cobalt. Granulația pulberii
utilizate variază între 10 -50 μm. Grosimea fiecărui strat depus are valori cuprinse între 20 -50
μm. Puter ea maximă a laserului utilizat este 200 W. [4]

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

19
Fig. 2. 6. Schema de principiu a procedeului SLM [4]
Sistemul laser generează o rază care este direcționată printr -un sistem de oglinzi spre
platforma mobilă a mașinii pe care este fixată cu șuruburi o placă metalică. După scanarea
completă a fiecărui strat, platforma mobilă coboară iar sistemul de nivelare adaugă un nou strat.
Deoa rece piesa se poate oxida foarte ușor în timpul procesului de facbricație, în incinta de lucru
se introduce argon pentru a menține scăzut nivelul de oxigen. [4]
1.7. Producția materialelor
În comparație cu procesele de fabricație convenționale, procesele AM au nevoie de
materii prime foarte specifice. Adesea, acest lucru necesită măsuri suplimentare de pregătire a
materialelor, care duc la un impact suplimentar asupra mediului. Spre deosebire de datele
disponibile LCI cu privire la formele de materiale semifab ricate, cum ar fi buteliile, conductele
sau plăcile din tablă, materialele de alimentare AM sunt mai puțin documentate în ceea ce
privește performanțele lor de mediu. În timp ce o imagine de ansamblu schematică a acestor
procese este prezentată în Figura 1.7, sub formă de pulbere aferente și dimensiunile particule lor
realizabile sunt enume rate în Tabelul 1 .7.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

20
Fig. 1.7. Atomizarea metalului [18]

Tabel 1.7. Dimensiunile particulelor și materialele din procesele de atomizare a
metalelor [18]
Dimensiunile particulelor
(μm) Materialele
Atomizarea apei 0 – 500 NON reactive
Atomizarea gazelor 0 – 500 Ni, Co, Fe, Ti,
Al
Atomizarea plasmei 0 – 200 Ti
Electroliză rotativă cu
plasmă 0 – 100 Ti
Atomizare centrifugă 0 – 600 Plăci de lipit,
zinc și baterii
alcaline
Proces de hidrură –
deshidrură 45 – 500 Ti

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

21 În absența datelor LCI privind producția de pulbere AM, mai mulți autori au estimat
energia suplimentară necesară pentru a atomiza la 1 kg de pulbere de metal pornind de la forme
obișnuite ale materialului.
Nu au putut fi identificate date LCI pentru etapa de precipitare necesară în producți a de
pulbere de polimeri și nici pentru producerea fotopolimerilor folosiți în procesele de
stereolitografie.
1.8. Procese unitare
Această secțiune oferă o imagine de ansamblu asupra datelor disponibile ale inventarului
ciclului de viață pentru cinci dintre cele mai frecvente tehnologii AM applicate: topire selectivă
cu laser (SLM), sinterizare selectiv ă cu laser (SLS), depunere de filament de materia l (FDM),
stereolitografia (SL) și topirea fasciculului de electroni (EBM). În timp ce , printre altele, Kruth
[70] și Gibson [37] oferă descrieri extinse ale tehnologiilor AM și fenomenelor de consolidare
aferente, o descriere succintă a principiului de lucru al proceselor unitare AM este prezentată
în continuare. SLM, SLS și EBM sunt procese de fuziune a patului de pulbere care util izează
un recipient umplut cupulbere care este mai apoi procesat selectiv folosind o sursă de energie .
În timp ce SLM (topire completă) și SLS (topire parțială sau sinterizare în fază lichidă)
utilizează o sursă laser ca intrare de energie, EBM funcționeaz ă cu fascicul de electroni. FDM
este un proces de extrudare a materialului care depune un strat prin extrudare printr -o duză în
timp ce scanează un model care reprezintă o secțiune transversală a pieselor . Stereolitografia
este un procedeu de fotopolimeriz are prin care sunt contruite dintr -un fotopolimer lichid (rășini
acrilice, epoxidice), care este solidificat selectiv utilizând un fascicul laser.
1.8.1. Sinterizarea selectivă cu laser
Tabelul 4.1 oferă o imagine de ansamblu a eforturilor disponibile pentru ciclul de viață
al proceselor SLS. În timp ce puterea medie operațională și cea de așteptare diferă foarte mult
între mașini unelte, valorile specifice consumului energetic specific (SEC) variaz ă între 107 și
145 MJ/kg. Pentru SLS, o evaluare de mediu completă a fost realizată de Kellens. Așa cum
arată în figura 1.8.1, deșeurile create din pulberi (până 50%) provoacă aproximativ jumătate
din impactul asupra mediului.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

22 Tabel 1.8.1. Date LCI ale procesului SLS [108]
Mașina unealtă Material Puterea medie [kW] SEC
[MJ/kg] Operațional Standby
DTM Sinterstation 2000 Polimer 16800 n/a 144,3
DTM Sinterstation 2500 Polimer 12500 n/a 107,4
EOSINT M250 Xtended Polimer 4000 2000 n/a
EOSINT P760 PA2200 6610 3520 129,6 –
145,1
EOSINT P360 PA2200 3740 2250 n/a
EOSINT FORMIGA
P100 PA2200 1300 0,34 n/a
EOSINT P390 PA12 2920 n/a 107
3D – SYSTEM PA12 5500 n/a 130

Fig. 4.1. Distribuția impactului asupra mediului a unei ore de SLS cu grosimea unui
strat egală cu 120 μm [63]
1.8.2. Topirea selectivă cu laser
În timp ce Kellens [66] indică ponderea ridicată a impactului asupra mediului (până la
45%) din consumul de azot pentru o mașină -unealtă, Faludi [30] a cuantificat impactul supra
mediului generat de Renishaw AM250 și a ajuns la concluzia că energia procesului a fost în
aproape toate scenariile factorul dominant (de la 66% până la 75%) în impactul generat
asupra mediului. Impactul pulberilor nu a reprezentat niciodată mai mult de 10 -12%.
Deșeurile, consumul de gaz argon, transportul și dispunere mașinii -unelte au avut un efect de
o valoare neglijabilă. După cum se poate vedea în tabelul 1.8.2, SEC pentru SLM variază
între 83 și 588 MJ/kg. Datele LCI au fost colectate pentru două loturi de pro be de aluminiu cu
46,83%
19,65%
16,85%
7,05%
5,75%
2,45%
1,03%
0,21%
0,09%
0,04%
0,04%O oră de SLS
Deșeuri de pulbere
Recuperarea energiei
Aer comprimat
Energie de sintrizare
Deșeuri de pulbere EoL
Energie preîncălzire
Energie răcire
Energie curățare

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

23 o masă totală de 0,896 și 0,721 kg. Volumele aferente structurilor de sprijin au fost 19642 și
27743 mm3.
Tabel 1.8.2. Date LCI ale procesului SLM [30]
Mașina unealtă Material Puterea medie [kW] SEC
[MJ/kg] Operațional Standby
Concept Laser M3
Liner 316L 3350 0,7 97
MTT SLM250 316L 1090 n/a 83-108
Concept Laser M3
Linear 316L 3330 n/a 423-588
Concept Laser Mlab Aluminiu 0,79 0,48 309,1 –
533
Renishaw AM250 AlSi 10Mg 1166 0,43 566,3

1.8.3. Topirea cu facicul de electroni
Analiza performanțelor de mediu al proceselor EBM indică conexiunea slabă între
complexitatea suplimentară a formei produsului și creșterea pe strat a cerințelor energetice de
fabricație, mai exact faptul că zona de topire transversală trebuie p rivită ca fiind cel mai
determinant factor al consumului de energie. Valorile SEC variază între 60 și 375 MJ/kg. [9]

Fig. 1.8..3. Distribuția consumului e elergie pentru producția EBM a unei turbine
aeronautice cu un volum de 53,56 cm3 [9]
1.8.4. Fabricarea prin depunere de material topit (FDM)
Luo [74], Mognol [78], Baumers [9] și Balogun [5] au invetigat cererea de energie a
proceselor FDM. Valorile SEC raportate variază semnificativ între 83,1 și 1247 MJ/kg. Nu a
74%
14%
6%
6%Consum de energie
Mod de operare
Preîncălzirea mașini
Crearea vidului
Răcirea mașinii

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

24 putut fi indentificată nicio in formație despre consumul de resurse al proceselor. Aproximativ
60% din consumul de energie are loc în timpul fazei de încălzire a sistemului FDM. Prin
urmare, o valoare SEC în scădere semnificativă poate fi observată atunci când mai multe
componente sunt p roduse consecutiv.
1.9. AM – Procesele post -tratament

După finalizarea unei p iese fabricate AM, de obicei, tratamentul este necesar pentru a
deconecta piesele de pe placa de construcție, pentru a îndepărta structurile de susținere (de
exemplu, schele) sau pentru a obține calitățile dimensionale și sau de suprafață necesare.
Procesele A M post tratament aplicate frecvent sunt prelucrarea descărcărilor electrice (EDM),
curățarea cu ultrasunete și finisarea pieselor prin procese de prelucrare convenționale.
Pentru a separa p iesele de platforma de costrucție în sistemele de fuziune a patului de
pulbere cu laser, s -a aplicat un proces de eroziune cu electrod filiform (EDM de sârmă) și s -a
estimat un consum de energie de 142,5 MJ pe construcție.
Ponderea de energie EDM poate fi de p ână 25% din consumul total de energie în timpul
fabricării pieselor AM. Analizele de mediu suplimentare ale proceselor EDM cu sărmă sunt
furnizate de Kellens și Dhanik. Consumul de energie aferent îndepărtării cu ultrasunete
(combinarea undelor cu ultrasun ete, căldură și un detergent) a structurilor de suport FDM a
fost cuantificat. În timp ce primul indică o cerere de constantă de 500W, ceea ce duce la o
cerere de energie de 14,4 MJ pentru o perioadă de imersiune de 8 ore, cel de -al doilea
raportează un ni vel mediu de putere de 250W și o oră de post -procesare. În ciuda faptului ca
aceste procese post -tratament sunt o parte vitală a lanțului proceselor AM, impacturile aferente
cauzate de aceste procese sunt adesea neglijate sau subestimate în comparațiile de mediu ale
căilor alternative aproceselor de fabricare. [52]

Capitolul 2

2.1. Fabricație durabilă
Durabilitatea este o concepție variată în lumea de azi. Conceptul de sustenabilitate a fost
în mare parte motivat ca urmare a unei serii de incidente și de zastre de mediu, precum și

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

25 temerile cauzate de contaminarea chimică și epuizarea resurselor [ 42], [17], [104]. Potrivit
Raportului Națiunilor Unite Brundtland [ 49], dezvoltarea durabilă este „dezvoltarea care
răspunde nevoilor prezentului, fără a compromit e capacitatea generațiilor viitoare de a -și
satisface nevoile.” Mai mult, se poate afirma că dezvoltarea durabilă este o funcție de trei
dimensiuni majore, și anume economică, socială și de mediu [ 45]. În cadrul dezvoltării
durabile, termenul de fabricație durabilă poate fi interpretat în contextele inginerești [ 77] drept
„proiectarea sistemelor umane și industriale pentru a se asigura că utilizarea de resurse naturale
și cicluri nu duce la diminuarea calității vieții datorită fie pierderi lor în oportunităț ile
economice viitoare fie la impacturi negative asupra condițiilor sociale, sănătății umane și
asupra mediului" . Considerând sistemele de fabricație ca o funcție de afaceri, Departamentul
de Comerț al SUA a definit producția durabilă drept „crearea de produse fabricate care
utilizează procese care nu sunt poluante, conservă energie și resurse naturale și sunt solide din
punct de vedere economic și sigur e pentru angajați, comunități, și consumatori. ” În timp ce
aceste și alte definiții (de exemplu, [ 42], [104]) au fost propuse, ele conțin fiecare principiile
fundamentale ale responsabilității economice, de mediu și s ociale .
Fabricarea este rezultatul dorinței raționale a dezvoltării și creșterii continue a umanității.
Acesta joacă un rol major în sistemele socioeconomice moderne. Cu toate acestea,
sustenabilitatea ca abordare a sistemelor necesită un echilibru între c onsum și generarea de
deșeuri la un ritm în care mediul să poată asimila și reproduce nutrienți și resurse [ 48]. Pentru
ca un sistem să se dezvolte continuu și să constituie, de asemenea, durabilitate, ar trebui să fie
considerat un sistem închis cu intrăr i și ieșiri ale sistemului în buclă închisă [ 42].
Astfel, cercetătorii din domeniul ingineriei au datoria să furnizeze avansuri în procesele
de fabricație, echipamente și sisteme și să reducă consumul de materiale, consumul de energie,
producția de deșeuri și impactul asupra mediului, concentrându -se simultan pe proiectarea
produsului și a procesului.
Diegel și colab. [ 24] descrie designul durabil drept „design care are drept scop realizarea
idealurilor triplă de jos, prin eforturi de a produce produse care să reducă la minimum
detrimentul lor asupra mediului, obținând, în același timp, beneficii economice acceptabile
pentru companie și, acolo unde este posibil, un impact pozitiv asupra societății” . În fabricația
tradițională, designul produsului este limita t de regulile de proiectare pentru fabricație (DFM)
și de regulile de proiectare pentru asamblare (DFA). Multe produse nu sunt fabricate la
geometria lor optimă, iar materialele străine sunt necesare prin procesare de turnare / modelare,

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

26 formare și prelucr are. De exemplu, piesele turnate prin injecție trebuie îndepărtate de sub formă
de matriță și, astfel, sunt proiectate cu un pescaj pentru a ușura îndepărtarea [ 24].
După cum s -a evidențiat mai sus, fabricația aditiv ă prezintă numeroase oportunități care
pot beneficia de designul durabil al produselor. Fabricarea aditiv ă este capabilă să producă o
gamă vastă de forme geometric complexe , neatinse de constrângerile tradiționale de fabricație.
În ceea ce privește fabricarea aditiv ă, modelele de produse nu sunt restricționate de DFM și
DFA. Prin urmare, pot fi realizate modele mai durabile. Mai exact, proiectarea pentru fabricația
aditiv ă are ca rezultat generarea de modele care să permită o fabricare mai eficientă, inclusiv
procese de fabricație hibride (proced ee de cuplare aditive și subtractive). Aceste proiectări pot
duce la scăderea sarcinilor de mediu în comparație cu fabricația subtractivă [ 110]. Mai mult,
fabricarea aditiv ă permite o personalizare extinsă a produselor exact la specificațiile clienților
[38]. Acest lucru le poate potența dorința, maximizând ulterior satisfacția și sentimentele de
atașament din partea clientului [ 24]. În cele din urmă, acest lucru poate avea impact asupra
longevității produselor și, prin urmare, poate avea un impact pozitiv asupra durabilității
produselor și a lanțului lor de furnizare [ 82], [111]. În acest context, longevitatea este descrisă
ca prelungind durata de viață utilă a unui produs, ceea ce reduce impactul pe care îl are asupra
mediului [ 39].
Majoritatea cercetărilor în proiectarea durabilă a produselor se concentrează pe aspecte
precum scăderea impactului asupra mediului a materialelor, resurselor și energiei, în timp ce
ignoră în mare parte înțelegerea „calității proiectării” ca metodă de maximizare a lo ngevității
produsului [ 24], [82],[111]. Compromisurile dintre proiectarea optimă și fabricabilitatea unui
produs și compromisurile dintre potrivirea personalizată și caracteristicile întreprinderii de
scară largă concentrate pe proces și eficiența costuril or pot avea un impact negativ asupra
calității proiectării și, ulterior, a longevității. Diegel și colab. susține că fabricația aditiv ă are
potențialul de a aborda ambii factori și, prin urmare, este un instrument eficient pentru a permite
proiectarea dura bilă a produsului [ 24].
În fabrica ția adi tivă, complexitatea și geometria au o influență redusă asupra restricțiilor
de proiectare pentru fabricabilitate [ 110]. Instrumente precum optimizarea topologiei rezolvă
problemele de distribuție a materialelor pent ru a genera geometrii optime [ 14], care pot profita
de libertatea de proiectare activată de procesele aditive. Important, această complexitate a
formei sporite nu are un efect semnificativ asupra costurilor procesului de fabricație aditiv sau
a produsului finit [ 14].

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

27 2.2. Impactul asupra mediului
Progrese le tehnologiilor de fabricație oferă oportunități ample în sectorul produselor.
Prototipizarea rapidă sau Rapid tooling au demonstrat o expansiune remarcabilă în ultimii ani.
Cu toate acestea, în ciuda succ esului demonstrat de prototipare rapidă, necesitatea evaluării
impactului asupra mediului este o sarcină dificilă și necesară [ 27]. Efortul combinat al
inginerilor de control al proceselor cu specialiști în mediu este esențial pentru înțelegerea
impactului fundamental al tehnologiilor și materialelor noi. De asemenea, evaluarea gradului
de impact al acestor procese și a produselor lor rezultate este necesară pentru a defini
reglementările și distribuția spațială care vor permite controlul și prevenirea pote nțialului
prejudiciu, împreună cu estimările costurilor necesare pentru a face față problemelor conexe.
Ecologia industrială, cunoscută și sub denumirea de fabricație ecologică, recunoaște
impactul industrial asupra mediului și implică dezvoltarea metodelo r de măsurare și evaluare
a acestora [ 27]. Responsabilitatea mediului a devenit o problemă importantă în industrie,
determinată de reglementările care reglementează emisiile de fabricație și eliminarea
produselor la sfârșit de viață, crescând cererea pentr u cerințele de certificare de mediu (ISO
14000) la nivel mondial. În urma apelului pentru responsabilitatea de mediu și a cererii de
evaluare a impactului, au fost dezvoltate mai multe metode de evaluare [ 6]. Analiza ciclului de
viață (LCA) dezvoltată de S ocietatea de Toxicologie și Chimie a Mediului (SETAC) este
instrumentul acceptat internațional pentru evaluarea impactului asupra mediului al diverselor
procese, produse și activități industriale [ 27].
Evaluarea impactului asupra mediului al producției de aditivi este limitată în literatura de
specialitate. Un astfel de studiu, realizat de Luo și colab. [ 74], a propus o metodă de evaluare
a performanței de mediu a producției aditiv e, prin împărțirea întregului proces în elemente
individuale (p regătirea materialelor, consumul de energie, toxicitatea materialelor și eliminarea
deșeurilor). Fiecare element a fost considerat în diferitele etape ale vieții pentru a face față
complexității proceselor [ 74]. Metoda lor a fost demonstrată pentru un proc es de
stereolitografie (SLA) cu accent pe rata de consum de energie (ECR). Impactul asupra mediului
a fost calculat ca ECR înmulțit cu factorul de consum de electricitate (0,57 mPts / kWh) [ 51]
și s-au făcut comparații pentru trei modele de echipamente dif erite utilizate pentru procesul
SLA. Chiar dacă metoda de principiu este LCA, nu ține cont de potențialele riscuri toxicologice
pentru sănătate și de mediu care pot apărea din manipularea, utilizarea și eliminarea
materialelor din rășină. Acest lucru se da torează pur și simplu faptului că toxicitatea și impactul

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

28 asupra mediului al multor materiale de fabricație aditiv ă și solvenților chimici utilizați pentru
îndepărtarea lor nu au fost identificate până în prezent [ 27]. Fișele cu date de securitate a
materi alelor (MSDS) disponibile sunt limitate la materiale de rășină epoxidică de generație mai
veche. Majoritatea acestor date recunosc că iritarea severă a ochilor și a pielii și posibile reacții
alergice ale pielii pot apărea ca urmare a manipulării sau inhal ării vaporilor din aceste
materiale.
Alte impacturi asupra mediului, de exemplu, eco -toxicitatea și emisiile de dioxid de
carbon și oxizi de azot, sunt mai puțin cunoscute și sunt recunoscute că apar în timpul
descompunerii rășinii. Recomandată făcută de către producători este depozitarea de gunoi sau
incinerarea acestor rășini . Acest lucru duce la recunoașterea importanței nu numai a
biodegradabilității, dar și a efectelor scurgerii de substanțe chimice din depozitele de deșeuri .
Efectele asupra mediului ale materialelor noi sunt necunoscute, iar tratarea, depozitarea
și transportul deșeurilor viitoare de astfel de produse se limitează la reglementările federale, de
stat / provincie și locale [ 27]. Lipsa informațiilor cu privire la daunele potențiale ale produselor
asupra mediului inhibă fiabi litatea reglementărilor pentru a asigura un tratament adecvat al
deșeurilor. Pe lângă rășinile fotopolimerice, informațiile despre solvenții chimici folosiți pentru
îndepărtarea excesului de rășină pe produse nu sunt cunoscute. Datele despre mobilitatea
mediului (aer, apă și sol) nu sunt disponibile [ 11]. În mod similar, datele privind toxicitatea
umană sunt limitate [ 27].
Problema sustenabilității a fost recunoscută în industria prelucrătoare la aproximativ 100
de ani de la industrializare. În prelucrările numerice controlate (NC) și producția în masă, un
decalaj de peste 50 de ani poate fi observat înainte de a se acorda atenție durabilității. Deși sunt
efectuate studii intense pentru a minimiza impactul practicilor de fabricație existente, multe
consecinț e sunt greu de măsurat, evaluat sau atenuat. Astfel, cercetările privind SAM ar trebui
făcute pentru a ghida o mai bună adoptare industrială și punerea în aplicare a AM . Cele trei
dimensiuni ale sustenabilității (adică, economice, sociale și de mediu) au f ost abordate printr –
un concept 6R: reducerea, recuperarea, reciclarea, reutilizarea, reproiectarea și re condiționare.
Aplicațiile AM vor continua să se dezvolte , în special pe piețele de nișă, inclusiv
utilizarea lor în producerea de piese funcționale. Pri n urmare, în această lucrare, impactul
asupra mediului al AM este studiat în principal în trei aspecte: consumul de resurse, gestionarea
deșeurilor și controlul poluării.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

29 2.1.1. Consum de resurse
Resursele esențiale variază în diferite industrii de fabrica ție. În AM, consumul de energie
și materiale reprezintă principalul consum de resurse. În mod special, energia este consumată
de principalele echipamente AM și sub -sisteme auxiliare, iar consumul de materiale include
materialele primare (de exemplu, polime rul, pulberile metalice), materialele secundare (de
exemplu, structurile de susținere), gazul de protecție (de exemplu, azot, argon) și apa de răcire.
Comparativ, CM consumă mai multe tipuri de materiale, precum lichid de răcire, lubrifiant și
scule. Deși teoretic AM este teoretic 97% material eficient [2, 1], eficiența materială obținută
este de obicei mult mai mică în practică. Consumul de energie poate fi mai mare datorită
productivității relativ scăzute, în special pentru acele procese AM care implică prelucrări
îndelungate la temperaturi ridicate.
2.1.2. Gestionarea deșeurilor
Pentru a produce un produs final, SM (fabricarea subtractivă) produce o cantitate mare
de deșeuri, care poate fi redusă cu până la 90% folosind AM [ 50]. Totuși, acest luc ru nu
înseamnă că AM nu produce deșeuri. Exemple de deșeuri AM includ pulberi materiale care nu
mai sunt reciclabile, resturi generate de defecte neașteptate și structuri de sprijin produse pentru
schimbarea pieselor. Acestea produc deșeuri materiale sau i ntroduc un consum suplimentar de
materiale. Pentru modelarea depozitelor fuzibile (FDM), s -au efectuat cercetări limitate pentru
a optimiza calea de imprimare și structura de sprijin pentru reducerea materialelor [ 60], iar e –
urile pentru evaluarea deșeuril or metalice și ceramice sunt rare. Unul dintre motivele pentru
care nu s -au întreprins acțiuni pentru a investiga gestionarea deșeurilor, chiar și la prima linie
a producției de motoare care pot fi menținute, poate că, în prezent, industria AM actuală
reprezintă încă o pondere relativ mică [ 27]. Date lipsă pentru a arăta cantitatea totală de deșeuri
generate prin tehnologiile AM [ 26].
2.1.3. Controlul poluării
Formele de poluare includ gaz, lichid, solid și sunet. Studii privind formarea particulelor
în tim pul imprimării și pericolul exploziv al pulberilor materiale în timpul manipulării și
utilizării trebuie efectuate pentru AM [ 57]. Toxicitatea și efectele nocive ale acestor materiale
au fost rareori studiate [ 27]. În comparație cu SM, AM folosește mai puț ine substanțe chimice
nocive, cum ar fi fluidele de tăiere, compușii cu degajare de turnare și forjarea lubrifianților.
De exemplu, FDM folosește materiale termoplastice non -toxice, cum ar fi acidul lactic poli
(PLA), poli etilen tereftalatul (PET) și acri lonitril butadienă stirenul (ABS) [ 105], la un punct

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

30 de topire scăzut și nivel de zgomot, necesitând mai puțină energie de încălzire pentru duză și
masa de lucru [ 85]. Cu toate acestea, au fost raportate emisiile de particule ultrafinice (UFP),
ceea ce sug erează că ar trebui să se acorde prudență atunci când funcționează într -un mediu
interior neinventat sau nefiltrat [ 101]. Compoziția și efectele UFP -urilor au nevoie de
investigații suplimentare.
În ciuda limitărilor asociate AM, cum ar fi selecția și cara cteristicile materialului,
productivitatea scăzută a procesului, precizia dimensiunii geometrice, calitatea suprafeței,
repetabilitatea și costul unitar [ 94], cinci beneficii cheie pentru mediu pot fi așteptate de la
adoptarea AM [ 92] :
− cantitate redusă d e materie primă necesară în lanțul de aprovizionare;
− necesitatea redusă de procese de fabricație consumatoare de energie, deșeuri și poluare;
− proiectarea unui produs mai eficient și fl exibil, cu performanțe funcționale și
operaționale mai bune;
− greutatea redusă a produselor legate de transport și amprenta de carbon îmbunătățită;
− fabricarea de piese descentralizate, mai aproape de punctul de con sum.
2.3. Perspectiva ciclului de viață
Evaluarea ciclului de viață (LCA), stabilită în anii 90, este o metodă acceptată la nivel
internațional pentru a evalua sistematic impactul asupra mediului al proceselor, produselor și
activităților [ 40,59]. Un număr semnificativ de studii de analiză a ciclului de viață au fost
efectuate pentru SM (de exemplu, [ 28,55 ]). În schimb, până în prezent, foarte puțini au fost
conduși pentru a evalua AM. Un studiu timpuriu realizat de Luo et al. [ 74] a avut în vedere
multiple efecte asupra mediului, cum ar fi pregătirea materialelor, consumul de energie,
toxicitatea materialelor, reciclarea și amenajarea terenurilor. De atunci, numărul tot mai mare
de studii indică faptul că o analiză cuprinzătoare a AM ajută nu numai la preve nirea impactului
negativ asupra mediului, dar și la creșterea acceptabilității tehnologiei. Cu toate acestea, fiind
o zonă tehnologică interdisciplinară, înțelegerea impactului energetic și de mediu al AM din
perspectiva ciclului de viață este o provocare. Cunoașterea materialelor, mecanicii, fizicii și
chimiei, precum și a tehnologiilor din domeniul informațiilor, al producției, al mecanicii și al
ingineriei energetice. Dacă s -ar putea stabili legături simbiotice, ale ciclului de viață și cu buclă
închisă, impacturile negative ale industriilor legate de AM ar putea fi semnificativ reduse sau
chiar eliminate [ 22,29]. Un program de 4,5 ani finanțat de UE, intitulat „Fabricarea aditivilor

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

31 care vizează spre deșeuri zero și producția eficientă de produse metalic e de înaltă tehnologie
AMAZE”, este în curs de realizare în această direcție [4 7]. , capabil să compare consumul de
energie în diferite etape între AM și procesele CM aferente [ 46].
Este dificil să evaluăm impactul energetic și de mediu al tehnologiilor AM și să oferim o
interpretare atentă a efectelor pe termen lung ale utilizării acestora din perspectiva ciclului de
viață.
Logistica distribuției este exclusă în studiile și cercetările actuale , deoarece reprezintă
doar o mică parte a impactului asupra medi ului al ciclului de viață [ 58]. Transport ul de materii
prime, piese intermediare, produse finale sau reziduuri după utilizare într -un ciclu de viață al
produsului consumă energie și generează emisii. Unii consideră pozitiv AM, deoarece se
anticipează că tr ansportul principal va trece de la transportul pe distanțe lungi de produse finite
către clienți la mișcarea materialelor la distanțe scurte către companiile AM [ 67]. Companiile
AM ar putea fi dispers ate în mod strategic în apropierea clienților pentru a reduce semnificativ
timpul de execuție; la fel, consumul de energie și impactul distribuției asupra mediului pot fi
reduse [ 92,93]. O astfel de schimbare a logisticii este extrem de importantă, deoarece materi ile
prime pentru AM pot fi adesea împachetate strâns, în timp ce produsele finale au nevoie de
ambalare mai atentă, cu suport sau amortizare inevitabilă. Transportul ar putea fi apoi
simplificat. Cu toate acestea, niciun proces AM nu este capabil să creeze p iese gata de utilizare.
Prin urmare, post -prelucrare, cum ar fi finisajul de suprafață, tratamentul termic sau
asamblarea, în cele mai multe cazuri, este necesară [ 75]. Acest lucru împiedică am plasa rea
gratuită a instalațiilor de fabricație AM aproape de c lienții lor [ 53].
Până în prezent, cercetătorii au recunoscut importanța analizei ciclului de viață [ 99], dar
o astfel de analiză sistematică a AM este destul de limitată. Nu se poate ajunge cu ușurință la
concluzia că AM este mai eficient din punct de ved ere energetic și mai ecologic decât procesele
CM existente [ 57]. Există o serie de diversități metodologice în aplicarea LCA, cum ar fi
măsurători directe limitate asupra impactului asupra mediului AM și un inventar de date
insuficient.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

32 Capitolul 3
3.1. Studii privind durabilitatea fabricației aditive
O mână de studii au abordat consumul de energie AM și impactul asupra mediului în
primii 10 ani după lucrarea timpurie a lui Luo și colab. [ 74]. Apoi, a avut loc o creștere
accentuată a numărului de stu dii conexe. Acest lucru se datorează în principal conștientizării
publice a bunăstării mediului. Drizo și Pegna [ 27] au prezentat o revizuire condensată a
impactului asupra mediului al tehnologiilor AM existente, prototiparea rapidă și în special
instrumen tarea rapidă. Ei au ajuns la concluzia că deficitul de cercetare, combinat cu progresele
tehnologice rapide, a lăsat multe probleme nerezolvate. Acest lucru a stimulat considerabil
cercetările efectuate în următorii 10 ani. Mulți cercetători consideră că A M are potențialul de
a reduce semnificativ impactul asupra energiei și asupra mediului pe unitatea de Produs Intern
Brut (PIB) [ 8–10]. Gebler și colab. [ 36] a prezentat o evaluare cuprinzătoare a implicațiilor de
sustenabilitate induse de AM și modificăril e cuantificate ale energiei ciclului de viață și a
impactului asupra mediului la nivel mondial până în 2025. Deși datele erau limitate, proiecția
bazată pe model a arătat că AM poate reduce cererea totală de energie primară cu 2,54 -9,30EJ
și emisiile de CO 2 cu 130,5 –525,5 milioane de tone până în 2025. Gama largă de potențiale de
economisire a fost explicată de imaturitatea tehnologică. și incertitudinile asociate cu privire la
predicția pieței. Mai mult, aceștia indică faptul că astfel de potențiale uriașe pot fi atinse doar
printr -un management atent și riguros. Atunci când AM se aplică producției cu volum mai
mare, de exemplu, produse de larg consum sau automobile, există posibilitatea de a decupla
absolut energia și emisiile de CO2 din dezvoltarea econom ică. Motivate de studii CM cum ar
fi prelucrarea [ 25,86], patru categorii sunt propuse pentru organizarea studiilor AM existente.
3.1.1. Statistici și prognoze avansate
Cercetările din această categorie aderă la filozofia analizei ciclului de viață, care acoperă
mai multe etape, procese și / sau sisteme. Datele sunt de obicei exhaustive, dar uneori inexacte.
„Etapa” reprezintă o anumită perioadă dintr -un ciclu de viață, c um ar fi proiectarea sau
reciclarea. Proces” înseamnă diferite procese în timpul unei etape AM, cum ar fi configurarea
sau imprimarea . „Sistem” înseamnă o unitate funcțională independentă, cum ar fi o mașină AM
sau un sistem de ventilație. Industria aerosp ațială prezintă studii din această categorie, iar
articolele realizate în această industrie au fost recunoscute la nivel mondial [6 2]. Laboratorul
Național Oak Ridge a propus o metodologie LCA pentru AM [ 83]. Cuprinde cinci etape:

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

33 pregătirea materialelor, fabricarea, logistica distribuției, utilizarea și eliminarea. Instrumentul
bazat pe Microsoft Excel care a fost dezvoltat a fost demonstrat în fabricarea a patru probe,
inclusiv mai multe componente ale aeronavelor și o matriță a secțiunii de pălărie. Calc ulul a
fost inclus, dar aproximativ; de exemplu, fiecare proces a fost etichetat ca având o intensitate
de energie constantă în diferite scenarii de producție. Un studiu cantitativ privind reducerea
emisiilor de energie cu ciclu de viață și a emisiilor de gaze cu efect de seră (GES) a fost raportat
pentru componentele aeronave metalice ușoare produse cu ajutorul tehnologiei AM [ 56].
Economiile de energie primară estimate într -un scenariu de adopție rapidă au atins 70 –174
milioane GJ pe an în anul 2050, cu e conomii cumulate de 1,2 -2,8 EJ. Reducerea cumulată a
emisiilor de GES a fost estimată la 92,8 -217,4 milioane de tone. O astfel de gamă largă indică
evoluții diferite și progresele adoptate.
Unele etape, cum ar fi producția de gaz protector și producția de aer comprimat, au fost
deseori excluse, iar pulberea, deșeurile și reciclarea nu au fost incluse, din cauza
constrângerilor tehnologice și a datelor lipsă. Le Bourhis et al. [ 71] a studiat consumul multiplu
de fluxuri, inclusiv materiale, fluide și energie . Metodologia a fost dezvoltată pe baza unui
model predictiv al consumului de fluxuri, apoi a fost introdusă în bucla de proiectare pentru a
ajuta la studiul cantitativ [ 72]. Aceste studii au inclus consumul de energie și materiale din
procesul de atomizar e (adică, prepararea pulberii), o considerație importantă. Ne întrebăm dacă
ponderea de energie în procesul de atomizare este neglijabilă în comparație cu pregătirea
tradițională a materialului supraetajat. Clemon și colab. [ 19] a analizat consumul de ener gie în
mai multe etape: standby, încălzire, imprimare, ralanti, și tranziție, pe AMmachines diferite,
dar au fost testate doar caracteristici simple. [ 31,32] a prezentat o comparație a impactului
asupra mediului a șase mașini AM folosind materiale diferite , iar rezultatele acestora arată că
energia electrică a dominat impactul asupra mediului pentru toate mașinile AM. De asemenea,
au descoperit că schimbările de consum de energie datorate materialelor diferite nu au fost
semnificative în comparație cu varia țiile mașinii. Cu toate acestea, această observație s -a limitat
la prototipuri și poate diferi în alte tipuri de sisteme AM. În plus, o evaluare completă ar trebui
să ia în considerare producția de materii prime, energia lanțului de aprovizionare, impactul
asupra utilizării produselor și considerațiile privind sfârșitul vieții [ 99,63].
Deși nevoile de cercetare din această categorie sunt recunoscute, problemele nu sunt încă
abordate în mod suficient. În ceea ce privește diversitatea proceselor AM, datele li psesc extrem
de mult și, de regulă, sunt proprietar sau partajate doar la nivel local.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

34 3.1.2. Eco-design pentru fabricația aditivă
Natura aditivă a AM o face o tehnică revoluționară în proiectarea produsului [ 44,109].
Această caracteristică unică necesită noi instrumente de proiectare. Eco -design, o abordare
relativ matură, poate fi utilizat pentru AM. Spre deosebire de promisiunile făcute de unii
cercetători, nu există o libertate geometrică absolută și trebuie luate în considerare multe
considerații [ 75]. Metodele și liniile directoare existente create pentru CM, proiectarea pentru
fabricație, proiectarea pentru reciclare și altele, nu mai sunt adecvate conform AM [ 114]. Tang
și Zhao [ 107] au prezentat un sondaj al metodelor de proiectare pentru AM pentru a îmbunătăți
în continuare performanțele funcționale. Ei au conceput un cadru interesant, în care intrarea a
fost descrierea funcțională a unei piese, mai degrabă decât a unei anumite părți de proiectare
[106]. Într -un studiu de caz, a fost adoptat un proc edeu de legare a liantului pentru fabricarea
unui suport de motor și au găsit un consum de energie semnificativ mai mic pentru a produce
o piesă optimizată topologic decât aceeași componentă computerizată cu control numeric
(CNC).
Ar trebui elaborat un mod el predictiv care combină precizia și practicabilitatea, pentru a
sprijini cu ușurință și în mod constant practicile de proiectare informate despre energie. De
exemplu, un instrument de calcul numit Design for Environment a fost dezvoltat pe baza
principii lor de ecoconstrucție [9 6]. Acest instrument permite designerilor de produse să
genereze modele mai durabile și să minimizeze impactul asupra mediului pe ciclul de viață
[95].
Capacitatea de proiectare compatibilă cu AM poate îmbunătăți eco-proiectarea în
schimb, reproiectarea mai multor părți într -o singură piesă sau proiectarea unor geometrii mai
complexe pentru o mai bună funcționalitate [ 23]. Impacturile energetice și de mediu ale
proceselor CM, cum ar fi sudarea, fixarea, îmbinarea s au asamblarea, pot fi eliminate, iar
costurile aferente pentru urmărirea și inventarierea pieselor, inspecția, planificarea
suplimentară a procesului, forța de muncă și consumabilele pot fi reduse semnificativ [ 20]. AM
joacă, de asemenea, un rol esențial î n proiectarea pentru remanufacturare [ 64]. O cantitate mare
de energie și material poate fi economisită atunci când o piesă este reparată sau reamenajată
AM, mai degrabă decât înlocuită și eliminată [ 99].
Într-adevăr, o oportunitate uriașă constă în design ul ecologic pentru AM de a folosi la
maxim capacitățile sale de proiectare îmbunătățite. Cu toate acestea, metodologiile și

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

35 orientările de proiectare, sistemele de simulare și instrumentele de evaluare sunt legăturile lipsă
necesare succesului .
3.1.3. Mode larea specifică a procesului
Odată ce un proiect este gata, modelele pot fi transferate într -un sistem AM pentru
producție. Valorificarea și procesarea modelului sunt de asemenea implicate, cum ar fi
validarea fabricabilității, tranșarea modelului și confi gurarea parametrilor. Modelarea
impactului energetic și al impactului asupra mediului în materie de procese și sisteme AM este
un pas fundamental care furnizează informații aprofundate asupra factorilor influenți.
Majoritatea studiilor existente aparțin ac estei categorii, dar studiile cantitative sunt relativ
limitate între ele.
Mognol și colab. [ 78] a prezentat un studiu de selecție a parametrilor folosind proiectarea
experimentelor pentru reducerea consumului de energie. Grosimea stratului, orientarea păr ții
și poziția în camera de construcție au fost testate pe trei sisteme AM. Nu s -au aplicat substanțe
neutrale și nu s -au dezvoltat reguli generale de optimizare a modului de reducere a procesului.
Sreenivasan și Bourell [ 100] au efectuat un calcul cantita tiv pe un sistem SLS cu descompunere
a energiei, inclusiv sistem laser, încălzitor, acționări cu role, control piston și sisteme diverse.
De asemenea, au ajuns la concluzia că sistemul de încălzire a fost cel mai mare consumator de
energie, urmat de acțion ări și comenzi și, în final, sistemul laser [ 99]. S-a utilizat puterea medie
și nu a fost descoperită o relație cu parametrii procesului. În plus, a fost adoptat un consum
specific de energie (SEC) pentru a simplifica calculul, iar parametrii nesensibili a u fost
independenți de parametrii procesului [ 112]. SEC reprezintă o relație tipică între energia totală
și productivitatea proceselor. O productivitate mai mare duce la mai puțin timp și, în mod
normal, la mai puțină energie, dar doar îmbunătățirea produc tivității nu este întotdeauna
posibilă din cauza cerințelor de calitate .
[8,9] a efectuat un studiu comparativ pe două sisteme SLS, unde cererea totală de energie
a fost clasificată în componente dependente de job, dependente de timp, de geometrie și
depen dente de înălțimea Z. Telenko și Seepersad [ 108] au adoptat asimilarapproach pentru a
evalua și compara consumul de energie al SLS și modelarea prin injecție pentru aceeași parte,
în care SLS a consumat semnificativ mai multă energie decât modelarea prin i njecție, dar un
astfel de consum de energie ar putea fi stabilit de energia consumată în timpul etapei de
producție. și colab. [ 103] a investigat factorii de influență în minimizarea simultană a

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

36 consumului de energie și a rugozității suprafeței; orientarea construirii și grosimea stratului au
fost focalizate.
De asemenea, au extins metodologia pentru a include proiectarea structurii de sprijin
[102]. Meteyer și colab. [ 76] a prezentat un model de consum de energie și materiale ca funcție
a geometriei piesel or și a parametrilor procesului pentru procesele de legare a liantului.
Cercetarea lor a fost continuată cu afocus la etapa de tipărire, unde a fost studiată orientarea
părții și grosimea stratului [ 113].
Un model de regresie liniară a timpului procesului a fost propus pentru a corela
caracteristicile de proiectare a produsului (de exemplu, înălțimea și volumul de construcție) cu
timpul procesului [ 63]. Un studiu mai detaliat realizat de Paul și Anand [ 91] a prezentat un
model matematic pentru en ergia laser necesară pentru tipărire, ca funcție de arealenergetică și
tetotalsinternație. Au fost examinate pieptometria, grosimea stratului și orientarea părților.
Această lucrare este un model teoretic de remarcat, dar s -a concentrat în principal pe put erea
laserului și a exclus alte componente, cum ar fi încălzirea și regenerarea. În lucrările lor
următoare, în calcul a fost utilizat volumul total de sinterizare, în loc de zonă, derivat din
reprezentarea voxelului stereolitografiei (STL) [ 90]. Din nou, s-a investigat grosimea stratului
și orientarea părților pentru a reduce energia procesului și erorile părților, obținându -se în
același timp rezistențe mai mari ale pieselor. Diferitele forme de densitate a energiei au fost
definite de Franco și Romoli [ 33], unde energia laser a fost, de asemenea, în centrul atenției.
S-au efectuat cercetări relativ intense în această categorie, dar nu au fost realizate în mod
neconfuzibil procesul sau sistemul forspecific și s -au raportat rezultate inconsecvente, de
exemp lu, heecturi ale ratei consumului energetic (kWh / kg) [ 79,65]. Fișierele existente au fost
aplicabile numai pentru anumite procese sau sisteme AM, astfel încât sunt necesare încă studii
generice și fundamentale și colectarea datelor.
3.1.4. Optimizarea mu lti-criteri ală
Optimizarea consumului de energie și a impactului asupra mediului este un obiectiv
posibil, nu doar pentru un proces sau sistem AM specific, ci pentru întregul lanț de furnizare
integrat AM. Există puține studii împrăștiate în această catego rie. Cercetătorii au încercat
abordări diferite, cum ar fi planificarea proceselor integrate AM, monitorizarea și controlul
online și configurarea lanțului de aprovizionare. Cu toate acestea, puține studii au luat în
considerare obiective multiple, iar rel ațiile complicate și uneori conflictuale între aceste
obiective (de exemplu, consumul de energie și calitatea pieselor) nu au fost abordate în mod

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

37 eficient. Munguía et al. au prezentat un sondaj timpuriu privind strategiile de planificare în 36
de centre A M distribuite [80]. Cum se poate compara și selecta cea mai potrivită dintre
procesele AM distincte pentru a produce cu succes o piesă de înaltă calitate este o sarcină non –
banală [ 84]. În plus, două criterii suplimentare, eficiența energetică maximă și im pactul minim
asupra mediului, îl fac și mai dificil.
Gutowski și colab. [ 41] a prezentat o relație empirică între procedeele de fabricație
energetic consumate și procesate, ceea ce sugerează că noile procese cu rate de procente mai
mici de 0,1 kg / h tind să consume energie mai mare de 100 MJ / kg. Pentru procesele AM,
acest lucru a fost verificat de unele studii (de exemplu, [ 8,9]), dar contrazis de altele (de
exemplu, [8 4,78]) Aceasta înseamnă că, ca tehnologie de nișă, avantajele remarcabile ale AM
în termeni de Reducerea energiei rămâne neexploatată. O mai bună utilizare a capacității ar
putea fi o metodă operativă [ 34]. Consumul de energie determinată și consumul material în
stările productive și, cu dimensiunile fixe de la containerandul de cameră, clă direa ar trebui să
aibă cea mai mare rată de utilizare a capacității, în concordanță cu datele din [ 8,9]. La fel de
important, optimizarea bazată pe model a parametrilor procesului poate duce la o înălțime mai
mică, un timp mai scurt și, în consecință, un consum de energie și de materiale mai redus [ 63].
Unele mașini AM pot imprima doar câteva piese simultan datorită limitelor de spațiu (de
exemplu, FDM) sau limitelor parametrilor (de exemplu, aceeași grosime a stratului în SLS),
dar altele pot imprima mai multe piese în același timp cu puțin mai multă energie (Aparat de
litografie stereo (SLA) sau jet de cerneală). Poate chiar și mai multe piese pot fi tipărite
simultan înainte ca timpul suplimentar și utilizarea energiei să devină apreciabile, dar astfel d e
practici ar crea o îmbunătățire a impactului asupra mediului. Prin urmare, aranjarea mai multor
părți și reducerea la minimum a efectelor care interacționează (de exemplu, un fond de topire
termică, tensiune reziduală și rata de răcire) rămâne o provocar e. De asemenea, trebuie luat în
considerare riscul de eșec al pieselor.
În plus, potențialul de a reduce impactul energetic și asupra mediului la nivelul lanțului
de producție / furnizare rămâne neatins. În timp ce îmbunătățește sau măcar menține nivelul de
satisfacție al unui client, AM deține un potențial mare prin schimbarea structurii lanțului de
aprovizionare, abordarea inventarului de inventar și a reducerii stocurilor și reducerea logisticii
de distribuție asociate .

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

38 Capitolul 4
4.1. Evaluarea și modelarea impactului asupra mediului
Producția mai curată și durabilitatea sunt de o importanță crucială în domeniul proceselor
de fabricație în care se consumă cantități mari de energie și materiale. În zilele noastre,
tehnologiile de fabrica ție aditivă, cum ar fi fabricarea directă cu aditivi laser, ne permit să
fabricăm produse funcționale cu valoare adăugată ridicată. În măsura în care considerațiile de
mediu devin o problemă importantă în societatea noastră, precum și legislația privind me diul
devine importantă ( Standardul ISO 14 044), impactul acestor procese asupra mediului trebuie
evaluat pentru a facilita acceptarea acestuia în lumea industrială. Unele studii au fost efectuate
asupra consumului elecric al mașinilor -unelte ( consumul de așteptare, consumul de proces
etc.), dar numai câteva țin cont de fluxurile de mediu existente ( materiale, fluide, elecricitate).
În continuare va fi prezentată o metodologie în care toate fluxurile consumate sunt luate
în considerare în evaluarea impact ului asupra mediului. Această metodă combin ă o viziune
globală necesară într -o abordare durabilă și o evaluare exactă a consumului de debit la o
mașină. Metodologia dezvoltată se bazează pe un model predictiv al consumului de flux definit
din tipul de fabr icație și modelul CAD al piesei care urmează a fi produsă. Astfel, fiecare
caracteristică a mașinii este modelată pentru a obține un model precis al procesului.
Durabilitatea ocupă un loc din ce în ce mai important în lumea industrială la fel ca în
societa te. De aceea, luând în considerare, în timpul etapei de fabricație, aspectele de mediu
permit producătorilor să difere de concurenți pentru a -și crește competitivitatea și
rentabilitatea. Cercetările care se ocupă de impactul asupra mediului se concentreaz ă pe
Evaluarea ciclului de viață (LCA) [ 13]. Spre deosebire de alte metode de evaluare a impactului
asupra mediului, cum ar fi Carbon Assessment sau Design for Environment, metoda LCA
permite cuantificarea corectă și cu criterii diferite a impactului asupr a mediului al unui sistem
global. Această metodă de cuantificare a fost normalizată de două agenții: SETAC (Societatea
de Toxicologie și Chimie a Mediului) și UNEP (Programul Națiunilor Unite pentru Mediu) în
conformitate cu standardul ISO 14 044. Acest st andard sugerează un protocol unic cu patru
pași pentru a utiliza această metodă LCA ca în figura 4.1 :

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

39

Fig. 4.1. Faze de evaluar e a ciclului de viață [73]
Etape de studiu:
„Etapa 1 implică înțelegerea mecanismului procesului și colectarea datelor relevante.
Etapa 2 constă în:
2.1 Definirea intrărilor (utilizarea de materiale, energie și a altor resurse), indicatorii de
ieșire de performanță (produs/reper, deșeuri solide, deșeuri li chide, emisii) și valorile lor
efective;
2.2 Determinarea modelelor analitice utilizate pentru calcularea sustenabilității;
2.3 Utilizarea datelor specifice procesului de fabricație și procesarea lor. Sunt luate în
considerare date privind inventarul ciclu lui de viață specific procesului.
Etapa 3 Compararea datelor AM generate în raport cu alte procese de de fabricație (de
ex. prelucrări mecanice, injecție, turnare, etc.).
Etapa 4 Măsuri de îmbunătățire, pe baza rezultatelor din etapa anterioară.” [35]
Obiectivul și domeniul de aplicare: definirea limitelor studiului .
Analiza stocurilor de intrări / ieșiri: acest inventar al tuturor fluxurilor de intrări
consumate și a rezultatelor eliberate trebuie să fie cât mai exhaustiv posibil .
Evaluarea impactului: folosind metode de evaluare a impactului ciclului de viață, cum ar
fi Eco -Indicator 99, Impacts 2002+ sau CML .
Interpretare: permiteți verificarea dacă rezultatele sau sistemele sunt limitate
corecte.Acest lucru este posibil să se îmbunătățească studiul.
Pentru a fi cât mai realist, o analiză a ciclului de viață trebuie să fie cât mai exhaustivă.
Apoi, este necesar să se țină seama de fiecare etapă a întregului ciclu de viață al unui produs,
Evaluarea ciclului de viață (LCA)
Obiectivul și domeniul
de aplicare
Analiza stocurilor de
intrarea și ieșire
Evaluarea impactului
Interpretare

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

40 de la extracția materiei prime până la etapa de sfârșit a vieții, inclusiv etapa de fabricație. Cu
toate acestea, ultimul pas menționat este în general lăsat deoparte. De fapt, puține metode sunt
capabile să evalueze cu exactitate impactul asupra mediului al proceselor de fabricație
existente, în timp ce energia utiliza tă pentru fabricarea pieselor poate fi importantă și toate
procesele de fabricație nu au același impact asupra mediului. Datorită acestor observații, pare
important să se evalueze cu exactitate impactul asupra mediului în timpul etapei de fabricație.
În ac est articol, procedeele de cercetare sunt focalizate și aduc funcțional.
În zilele noastre, procesele de fabricație aditivă permit fabricarea de piese metalice
funcționale cu o valoare adăugată ridicată (de exemplu forme interioare complexe). Mai mult,
aspectul de mediu în fabricația de aditivi este unul dintre elementele principale ale dezvoltării
acestei tehnologii pentru următorii 10 ani [ 13]. De fapt, procesele de fabricație aditivă sunt
considerate procese „mai curate”, consumând cantitatea exactă de m aterial comandată contrar
prelucrării convenționale care produce deșeuri. În plus, avantajele acestui proces, cum ar fi
proiectarea optimizată, piesele luminate sau piesele multimateriale trebuie să fie cuantificate
pentru a face o evaluare globală a „ampr entei de carbon” a acestui proces [ 43].
Considerațiile de mediu ocupă un loc important în lumea producției. De fapt, producția
ecologică este definită ca primul pas către dezvoltarea sustenabilității. În domeniul procesului
de prelucrare cu „scoaterea cipurilor”, s -au efectuat mai multe lucrări luând în considerare
considerente de mediu. Munoz și colab. a propus o abordare analitică pentru a determina
impactul asupra mediului în tehnologiile de tăiere [ 81]. Dahmus și colab. au studiat, cu o
abordare globală, impactul asupra mediului al procesului de fabricație (precum strunjirea,
frezarea etc.), luând în considerare consumul electric, dar au studiat și impactul asupra mediului
al utilizării lubrifianților și al eliminării lubrifianților [21]. În același mod, pentru a reduce
utilizarea lubrifianților, au fost realizate mai multe lucrări, cum ar fi prelucrarea cu jet de înaltă
presiune sau prelucrarea Cryo [ 88,89]. De asemenea, u nele studii au fost efectuate pentru a
evalua consumul electric de p relucrare din programul de control numeric (CNC) al piesei de
fabricat. Avram și colab. [ 3] propun o metodologie de preproces capabil să determine consumul
electric de prelucrare prin strunjire. De asemenea, Kong și colab. [ 68] au dezvoltat instrumente
software pentru estimarea consumului de energie al mașinii -unelte CNC.
În ceea ce privește fabricația aditiv ă au fost efectuate puține studii. Majoritatea s -au axat
pe consumul electric al mașinii în timpul procesului [ 74, 99]. Aceste studii ne permit să
clasificăm diferitele utilaje după cum se poate vedea în tabelul 7.1. În acest tabel, a fost utilizată

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

41 metoda Eco -Indicator 95 pentru a evalua impactul asupra mediului (EI ) a diferitelor mașini
prin următoarea ecuație:
(1) 𝐸𝐼=𝑓𝑐𝑒𝑙∙𝐸𝐶𝑅
Unde EI – impactul asupra mediului;
fcel – factor de consum de electircitate (=0,57 [mPts/kWh ]);
ECR – rata consum ului de energie.
(2) 𝐸𝐶𝑅 =𝑃
𝑃𝑃=𝑃
𝑞𝑚𝑎𝑡 ∙𝜌𝑚𝑎𝑡
Unde P – energia electrică consumată de laser în timpul procesului de
fabrica ție[W];
PP – productivitatea procesului [kg/h];
qmat – cantitatea de pulbere topită pe oră [cm3/h];
ρmat – densitatea materialului [kg/cm3].
Conversia este importantă pentru a adăuga diferite surse de impact asupra mediului, surse
cum ar fi consumul de energie electrică , consumul de materiale și consumul de fluide.
În continuare, se va folosi metoda Eco -Indicator 99, care este mai precisă și mai folosită
iar în cadrul e i, unitatea de măsură se notează Pt (Eco -indicator Point) și este împărțită în 1000.
Scopul principal pentru care s -a folosit această unitate de măsură este acela de a putea compara
impactul asupra mediului datorat consumului de materiale, lichide și ener gie electrică,
considerente care nu sunt exprimate în aceeași unitate de măsură.
Tab. 4.1. Studiu comparativ al impactului asupra mediului între diferite tipuri de mașini
Tehnologia
studiată Mașina unealtă Material ECR
[kWh/kg] EI[mPts/kg ]
Stereolitografie SLA – 250 Rășină epoxidică 32,48 18,51
SLA – 3000 Rășină epoxidică 41,41 23,60
SLA – 5000 Rășină epoxidică 20,70 11,80
SLS Sinterstation DTM
2000 Poliamidă 40,01 22,81
Sinterstation DTM
2500 Poliamidă 29,77 16,97
Vanguard HiQ Poliamidă 14,54 8,29
EOSINT M250
Xtended Pulbere metalică 5,41 3,09
EOSINT P760 PA2200 Sold 1.0 36,50 20,81
PA2200 Viteză
1.0 39,80 22,69
PA3200GF 26,30 14,99
FDM FDM 1650 ABS Plastic 346,43 197,47

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

42 FDM 2000 ABS Plastic 115,48 65,82
FDM 8000 ABS Plastic 23,10 13,16
FDM Quantum ABS Plastic 202,09 115,19
SLM MTT SLM 250 Pulbere metalică 31,00 17,67
EBM Arcam A1 Pulbere metalică 17,00 9,69

Tabelul 4.1 prezintă compararea mai multor mașini AM bazate exclusiv pe criteriul
consumului electric. Cu toate acestea, aceste valori trebuie să fie moderate în funcție de
specificațiile tehnice și morfologice ale pieselor realizate și, de asemenea, cu parametrii m așinii
utilizate. Studiile menționate anterior nu țin cont de această nuanță. Recent, unele studii arată
că este important să se ia în considerare forma piesei [ 7] și parametrii de fabricație pentru a
reduce consumul electric în etapele de fabricație. Mogn ol și colab. [ 78] arată că orientarea
piesei în volumul de construcție ar putea crește consumul electric al mașinii.
Fig. 4.2 prezintă diferitele avantaje ale unei metodologii globale, luând în considerare
abordarea procesului parțial. De fapt, pe de -o par te, odată calculat impactul asupra mediului,
această metodologie permite să propună o minimizare a impactului asupra mediului sau
modificarea designului piesei sau parametrii procesului, cum ar fi calea. Pe de altă parte,
această metodologie ne permite să determinăm ponderea fiecărui consum de flux (electricitate,
fluide, materiale) în impactul global asupra mediului .

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

43 Fig. 4.2. Evaluare a metodologiei impactului asupra mediului
Având în vedere aceste observații și posibilitățile oferite de procesele de confecționare a
aditivilor, este foarte important să se considere proiectarea piesei și, de asemenea, tehnologia
mașinii într -o metodologie care să permită determinarea impactului asupra mediului al
procesului de piesă stabilit. În plus, lu area în considerare a acest ui set în metodologie, permite
proiectantului să propună, ulterior, un proiect de piesă optimizat pentru a reduce impactul
asupra mediului.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

44 Bibliografie

Parte economica

Parte tehnic ă
[1] Achillas C., D. Aidonis, E. Iakovou, M. Thymianidis, D. Tzetzis – A
methodological framework for the inclusion of modern additive manufacturing into the
production portfolio of a focused factory , J. Manuf. Syst. 37, 2015
[2] Allwood J. M., M.F. Ashby, T.G. Gutowski, E. Worrell – Material efficiency: a
white paper , Resour. Conserv. Recycl. 55, 2011
[3] Avram IO, Xirouchakis P – Evaluating the use phase energy requirements of a
machine tool system , 2011
[4] Bâlc N. – Tehnologii neconvenționale , Editura Dacia, Cluj-Napoca 2001
[5] Balogun V. A., P.T. Mativenga – Modelling of direct energy requirements in
mechanical machining processes , J. Clean. Prod. 41, 2012
[6] Baumann H. and T. Rydberg – Life cycle assessment: A comparison of three
methods for impact analys is and evaluation , 1994
[7] Baumers M, Tuck C, Hague R, Ashcroft I, Wildman R – A comparative study of
metallic additive manufacturing power consumption , 2010
[8] Baumers M., C. Tuck, D.L. Bourell, R. Sreenivasan, R. Hague – Sustainability of
additive manufacturing: measuring the energy consumption of the laser sintering process ,
Proc. Ins. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf. 225, 2011

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

45 [9] Baumers M., C. Tuck, R.D. Wildman, I.A. Ashcroft, R. Hague – Energy inputs to
additive manufacturing: does c apcity utilization matter? International Conference on Solid
Freeform Fabrication Symposium, Austin, USA, 2011
[10] Baumers M., P. Dickens, C. Tuck, R. Hague – The cost of additive manufacturing:
machine productivity, economies of scale and technology -push , Technol. Forecast. Soc.
Change 102, 2016
[11] Beltoft V. and Nielson E. – Evaluation of Health hazards by exposure to propylene
carbonate and estimation of a limit value in air , 2003
[12] Borland N. and D. Wallace – Environmentally Conscious Product Design: A
Collaborative Internet -based Modeling Approach , 1999
[13] Bourell DL, Leu MC, Rosen DW – Roadmap for additive manufacturing –
identifying the future of freeform processing , 2009
[14] Brackett D., I. Ashcroft, and R. Hague – Tipology Optim ization for Additive
Manufacturing , 2011
[15] Cai W., F. Liu, X. Zhou, J. Xie – Fine energy consumption allowance of workpieces
in the mechanical manufacturing industry , Energy 114, 2016
[16] Campbell T., C. Williams, O. Ivanova, B. Garrett – Could 3D Pri nting Change
the World?Technologies, and Implications of Additive Manufacturing , Atlantic Council,
Washington DC, USA, 2011
[17] Carson R. L., L. J. Lear, E. O. Wilson – Silent Spring, Houghton Mifflin,2002
[18] Chen D, Heyer S, Ibbotson S, Salonitis K, Steingrimsson JG, Thiede S – Direct
digital manufacturing: definition, evoluation, and sustainability implications , Journal of
Cleaner Production 2015.
[19] Clemon L., A. Sudradjat, M. Jaquez, A. Krishna, M. Rammah, D. Dornfeld –
Precision and energy usage for additive manufacturing , Proceedings of the ASME 2013
International Mechanical Engineering Congress and Exposition IMECE, San Diego,
California, USA, 2013.
[20] Conner B. P., G.P. Manogharan, A.N. Martof, L.M. Rodomsky, C.M.
Rodomsky, D.C. Jordan, J.W . Limperos – Making sense of 3 -D printing: creating a map of
additive manufacturing products and services , Additive Manufacturing 1 –4, 2014
[21] Dahmus J .B., Gutowski T .G. – An environmental analysis of machining , 2004

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

46 [22] Dickinson D. A., C.W. Draper, M. Saminathan, J.E. Sohn, G. Williams – Green
product manufacturing , AT&T Tech. J. 74, 1995
[23] Diegel O., P. Kristav, D. Motte, B. Kianian – Additive manufacturing and its effect
on sustainable design , Handbook of Sustainability in Additive Manufacturing vol. 1, 2016
[24] Diegel O., S. Singamneni, S. Reay, A. Withell – Tools for Sustainable Product
Design: Additive Manufacturing , vol.3, nr. 3, 2010
[25] Dietmair A., A.Verl – A generic energy consumption model for decision making
and energy e fficiency optimisation in manufacturing , Int. J. Sustain. Eng. 2, 2009
[26] Dotchev K., W. Yussof – Recycling of polyamide 12 based powders in the laser
sintering process , Rapid Prototyp. J. 15, 2009
[27] Drizo A., J. Pegna – Environmental impacts of rapid prototyping: an overview of
research to date , Rapid Prototyp. J. 12, 2006
[28] Duflou J.R., J.W. Sutherland, D. Dornfeld, C. Herrmann, J. Jeswiet, S. Kara,
M. Hauschild, K. Kellens – Towards energy and resource efficient manufacturing: a processes
and system s approach , CIRP Ann. Manuf. Technol. 61, 2012
[29] Durham D. R. – Environmental benign manufacturing: current practice and future
trends , J. Miner. Met. Mater. Soc. 54, 2002
[30] Faludi J, Baumers M, Hague R, Maskery I – Environmental Impacts of Selectiv e
Laser Melting: Do Printer, Powder, Or Power Dominate? Journal of Industrial Ecology 2016.
[31] Faludi J., C. Bayley, S. Bhogal, M. Iribarne – Comparing environmental impacts
of additive manufacturing vs traditional machining via life -cycle assessment , Rapid Prototyp.
J. 21, 2015
[32] Faludi J., Z. Hu, S. Alrashed, C. Braunholz, S. Kaul, L. Kassaye – Does material
choice drive sustainability of 3D printing? Int. J. Mech. Aerosp. Ind. Mechatron. Manuf. Eng.
9, 2015
[33] Franco A., L. Romoli – Characteriza tion of laser energy consumption in sintering
of polyme r based powders , J. Mater. Process. Technol. 212, 2012
[34] Franco A., M. Lanzetta, L. Romoli – Experimental analysis of selective laser
sintering of polyamide powders: an energy perspective , J. Clean . Prod. 18, 2010
[35] Fratila D. – Procese de fabricație ecologică în contextul tranziției la producția
durabilă . Teza de abilitare, Cluj -Napoca, 2019.

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

47 [36] Gebler M., A.J.M. Schoot Uiterkamp, C. Visser – A global sustainability
perspective on 3D printing technologies , Energy Policy 74, 2014
[37] Gibson I, Rosen DW, Stucker B. – Additive Manufacturing Technologies. Rapid
Prototyping to Direct Digital Maniufacturing , Springer 2010.
[38] Gibson I., D. Rosen, and B. Stucker – Additive Manufacturing Technologies ,
Springer US, 2010
[39] Govers P. C. M. and R. Mugge – The effect of product -personality congruence on
product attachment , 2004
[40] Gungor A., S.M. Gupta – Issues in environmentally conscious manufacturing and
product recovery: a survey , Comput. Ind. Eng. 36, 1999
[41] Gutowski T. G., M.S. Branham, J.B. Dahmus, A.J. Jones, A. Thiriez, D.P.
Sekulic – Thermodynamic analysis of resources used in manufacturing processes , Environ.
Sci. Technol. 43, 2009
[42] Haapala K. R., F. Zhao, J. Camelio, J. W. Sutherland, S. J. Skerlos, D. A.
Dornfeld, I. S. Jawahir, A. F. Clarens, and J. L. Rickli – A Review of Engineering Research
in Sustainable Manufacturing , vol. 135, nr. 4, 2013
[43] Hague R, Tuck C – ATKINS: manufacturing a low carbon f ootprint —zero emission
enterprise feasibility study , 2007
[44] Hague R., I. Campbell, P. Dickens – Implications on design of rapid
manufacturing , Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci. 217, 2003.
[45] http://www.unep.org/greenroom/documents/outcome.pdfn – accesat la data
12.06.2020
[46]https://ammo.ncms.org/documents/Resources/Other/AmericaMakes%20Technolog
y%20Roadmap%20v%202.0.pdf – accesat la 22.06.2020
[47] https://cordis.europa.eu/project/id/313781/reporting – accesat la 22.06.2020
[48]https://link.springer.com/article/10.1007/s10098 -002-0173 -8 – accesat la 12.0 6.2020
[49]https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/5987our -common –
future.pdf – accesat la data 12.06.2020
[50] https://www.economist.com/speci al-report/2012/04/21/a -third -industrial -revolution
– accesat la data 22.06.2020
[51]https://www.pre -sustainability.com/download/EI99_Manual.pdf – accesat la
13.06.2020

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

48 [52] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827116313130 – accesat la
data 08.06.2020
[53] https://www.theguardian.com/sustainable -business/3d -printing -blueprint -future –
sustainable -design -production – accesat la 22.06.2020
[54] https://www.thoughtco.com/who -invented -3d-printing -4059854 – accesat la
01.07.2020
[55] Hu L., C. Peng, S. Evans, T. Peng, Y. Liu, R. Tang, A. Tiwari – Minim ising the
machining energy consumption of a machine tool by sequencing the features of a part , Energy
121, 2017
[56] Huang R., M. Riddle, D. Graziano, J. Warren, S. Das, S. Nimbalkar, J. Cresko,
E. Masane – Energy and emissions saving potential of additive manufacturing: the case of
lightweight aircraft components , J. Clean. Prod. 135, 2016
[57] Huang S. H., P. Liu, A. Mokasdar, L. Hou – Additive manufacturing and its
societal impact: a literature review , Int. J. Adv. Manuf. Technol. 67, 2013
[58] Huijbregts M. A. J., S. Hellweg, R. Frischknecht, K. Hungerbühler, A.J.
Hendriks – Ecological footprint accounting in the life cycle assessment of products , Ecol.
Econ. 64, 2008
[59] ISO 14040 – Environmental Management – Life Cycle Assessment – Principle s and
Framework, International Organisation for Standardisation , Geneva, Switzerland, 2006
(ISO).
[60] Jin Y., J. Du, Y. He, G. Fu – Modeling and process planning for curved layer fused
deposition , Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2016
[61] Kara S., W. Li – Unit process energy consumption models for material removal
processes , CIRP Ann. Manuf. Technol. 60, 2011
[62] Kaufmann M. – Cost/Weight Optimization of Aircraft Structures , Licentiate of
Technology, KTH, Stockholm, 2008
[63] Kellens K., R. Renaldi, W. De wulf, J.P. Kruth, J.R. Duflou – Environmental
impact modeling of selective laser sintering processes , Rapid Prototyp. J. 20, 2014
[64] Kellens K., W. Dewulf, M. Overcash, M.Z. Hauschild, J.R. Duflou –
Methodology for systematic analysis and improvement of m anufacturing unit process life -cycle
inventory , Part 1: methodology description, Int. J. Life Cycle Assess. 17, 2012

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

49 [65] Kellens K., W. Dewulf, W. Deprez, E. Yasa, J.R. Duflou – Environmental analysis
of SLM and SLS in manufacturing processes , Proceedings of the 2010 CIRP International
Conference on Life Cycle Engineering, Hefei, China, 2010.
[66] Kellens K., Yasa E, Renaldi, Dewulf W, Kruth JP, Duflou JR – Energy and
resource efficiency of SLS/SLM processes , Proceedings of the 23rd Solid Freeform Fabrication
Symposium 2011.
[67] Kohtala C. – Addressing sustainability in research on distributed production: an
integrated literature review , J. Clean. Prod. 106, 2015
[68] Kong D., Choi S, Yasui Y, Pavanaskar S, Dornfeld D, Wright P – Software -based
tool path evaluation for environmental sustainability , 2011
[69] Kreiger M., J.M. Pearce – Environmental life cycle analysis of distributed
threedimensional printing and conventional manufacturing of polymer products , ACS Sustain.
Chem. Eng. 1, 2013
[70] Kruth JP, Levy G, Klocke F, Childs THC – Consolidation phenomena in lased
and powder bed based layered manufacturing , CIRP Annals, Manufacturing Technology 2007.
[71] Le Bourhis F., O. Kerbrat, J.Y. Hascoet, P. Mognol – Sustainable manufactu ring:
evaluation and modeling of environmental impacts in additive manufacturing , Int. J. Adv.
Manuf. Technol. 69, 2013.
[72] Le Bourhis F., O. Kerbrat, L. Dembinski, J. -Y. Hascoet, P. Mognol – Predictive
model for environmental assessment in additive man ufacturing process , Procedia CIRP 15,
2014
[73] Le Pochat S – Ecodesign integration in SMEs proposal for a know –how
appropriation method for environmental product design , 2005
[74] Luo Y., Z. Ji, M. C. Leu, and R. Caudill – Environmental performance analy sis of
solid freedom fabrication processes , 1999
[75] Mellor S., L. Hao, D. Zhang – Additive manufacturing: a framework for
implementation , Int. J. Prod. Econ. 149, 2014
[76] Meteyer S., X. Xu, N. Perry, Y. F. Zhao – Energy and material flow analysis of
binder -jetting additive manufacturing processes , Procedia CIRP 15, 2014
[77] Mihelcic J. R., J. C. Crittenden, M. J. Small, D. R. Shonnard, D. R. Hokanson,
Q. Zhang, H. Chen, S. A. Sorby, V. U. James, J. W. Sutherland, and J. L. Schnoor –
Sustainability Science and Engineering: The Emergence of a New Metadiscipline , vol. 37, 2003

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

50 [78] Mognol P., D. Lepicart, N. Perry – Rapid prototyping: energy and environment in
the spotlight , Rapid Prototyp. J. 12, 2006
[79] Morrow W. R., H. Qi, I. Kim, J. Mazumder, S.J. Skerlos – Environmental aspects
of laser -based and conventional tool and die manufacturing , J. Clean. Prod. 15, 2007
[80] Munguía J., J. de Ciurana, C. Riba – Pursuing successful rapid manufacturing: a
users' best -practices approach , Rapid P rototyp. J. 14, 2008
[81] Munoz AA, Sheng P – An analytical approach for determining the environmental
impact of machining processes , 1995
[82] N. van Nes and J. Cramer – Influencing product lifetime trough product design ,
2005
[83] Nimbalkar S., D. Cox, K. Visconti, J. Cresko – Life Cycle Energy Assessment
Methodology, Tool and Case Studies for Additive Manufacturing, Prepared for Advanced
Manufacturing Office, Energy Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy,
Oak Ridge National Laboratory , 2014.
[84] Pai Zheng, Yuanbin Wang, Xun Xu, Sheng Quan Xie – A weighted rough set
based fuzzy axiomatic design approach for the selection of AM processes , Int. J. Adv. Manuf.
Technol., 2016
[85] Peng T., W. Sun – Energy modelling for FDM 3D printing from a life cycle
perspective , Int. J. Manuf. Res. 12, 2017
[86] Peng T., X. Xu – A holistic approach to achieving energy efficiency for
interoperable machining systems , Int. J. Sustain. Eng. 7, 2013
[87] Peng T., X. Xu – Energy -efficient machining s ystems: a critical review , Int. J. Adv.
Manuf. Technol. 72, 2014
[88] Pusavec F, Krajnik P, Kopac J – Transitioning to sustainable production -PartI:
application on machining technologies , 2010
[89] Pusavec F, Kramar D, Krajnik P, Kopac J – Transitioning to sustainable
production – Part II: evaluation of sustainable machining technologies , 2010
[90] R. Paul, S. Anand – A combined energy and error optimization method for metal
powder based additive manufacturing processes , Rapid Prototyp. J. 21, 2015
[91] R. Paul, S. Anand – Process energy analysis and optimization in selective laser
sintering , J. Manuf. Syst. 31, 2012

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

51 [92] Reeves P. – Additive Manufacturing – a Supply Chain Wide Response to Economic
Uncertainty and Environmental Sustainbility , Econolyst L td., Derbyshire, UK, 2008.
[93] Reeves P. – Examples of Econolyst Research – Understanding the Benefits of AM on
CO2 , Econolyst Ltd., Derbyshire, UK, 2012
[94] Ruffo M., R. Hague – Cost estimation for rapid manufacturing – simultaneous
production of mixed components using laser sintering , Proc. Inst. Mech. Eng. Part : J. Eng.
Manuf. 221, 2007
[95] Santos A. L., H.A. Almeida, H. Bártolo, P.J. Bártolo – A decision tool for green
manufacturing while utilizing additive process , ASME 2012 11th Biennial Conference on
Engineering Systems Design and Analysis, ESDA 2012
[96] Santos A. L., H.A. Almeida, H. Bartolo, P.J. Bartolo – Integrated Strategy for
Sustainable Product Development , Portugal, 2011.
[97] Schudeleit T., S. Züst, L . Weiss, K. Wegener – The total energy efficiency index
for machine tools , Energy 102, 2016
[98] Seow Y., N. Goffin, S. Rahimifard, E.A. Woolley – Design for energy
minimization’ approach to reduce energy consumption during the manufacturing phase ,
Energy 109, 2016
[99] Sreenivasan R., A. Goel, D.L. Bourell – Sustainability issues in laser -based
additive manufacturing , Phys. Procedia 5, 2010
[100] Sreenivasan R., D.L. Bourell – Sustainability study in selective laser sintering –
an energy perspective , In Proce edings of the 20th Annual International Solid Freeform
Fabrication Symposium, SFF 2009
[101] Stephens B., P. Azimi, Z. El Orch, T. Ramos – Ultrafine particle emissions from
desktop 3D printers , Atmos. Environ. 79, 2013
[102] Strano G., L. Hao, R.M. Everson – A new approach to the design and optimisation
of support structures in additive manufacturing , Int. J. Adv. Manuf. Technol. 66, 2012
[103] Strano G., L. Hao, R.M. Everson, K.E. Evans – Multi -objective optimization of
selective laser sintering processes for surface quality and energy saving , Proc. Inst. Mech. Eng.
Part B J. Eng. Manuf. 225, 2011.
[104] Sutherland J. W., K. L. Gunter – Handbook of Environmentally Conscious
Manufacturing , Ed. Kluwer Academic Publishers, 2001

Cluj Napoca 2020 Lucrare de diplom ă

52 [105] Tabone M. D., J.J. Cregg, E.J. Beckman, A.E. Landis – Sustainability metrics:
life cycle assessment and green design in polymers , Environ. Sci. Technol. 44, 2010
[106] Tang Y., K. Mak, Y.F. Zhao – A framework to reduce product environmental
impact through design optimiz ation for additive manufacturing , J. Clean. Prod. 137, 2016
[107] Tang Y., Y.F. Zhao – A survey of the design methods for additive manufacturing
to improve functional performance , Rapid Prototyp. J. 22, 2016
[108] Telenko C, Seepersad CC – A comparison of the energy efficiency if selective
laser sintering and injection moulding of nylon parts , Rapid Prototyping Journal 2012.
[109] Thompson M. K., G. Moroni, T. Vaneker, G. Fadel, R.I. Campbell, I. Gibson,
A. Bernard, J. Schulz, P. Graf, B. Ahuja, F. Martina – Design for additive manufacturing:
trends, opportunities, considerations, and constraints , CIRPAnn.Manuf. Technol. 65, 2016
[110] Vayre B., F. Vignat, and F. Villeneuve – Designing for Additive Manufacturing ,
vol. 3, 2012
[111] Vincent J .– Emotional Attachment an Mobile Phones , 2006
[112] Weissman A., S.K. Gupta – Selecting a design -stage energy estimation approach
for manufacturing processes , Proceedings of the ASME Design Engineering Technical
Conference, 2011.
[113] Xu X., S. Meteyer, N. Perry, Y. F. Zhao – Energy consumption model of binder –
jetting additive manufacturing processes , Int. J. Prod. Res. 53, 2015
[114] Yang S., Y.F. Zhao – Additive manufacturing -enabled design theory and
methodology: a critical review , Int. J. Adv. Manuf. Technol. 80, 2015.