Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Additive Manufacturing and Production of Metallic Parts in Automotive Industry: A Case Study on Technical, Economic and Environmental Sustainability Aspects
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Additive Manufacturing (AM) comprises a family of different technologies that build up parts by adding materials layer by layer at a time based on a digital 3D solid model. After thirty years of development, AM has become a mainstream manufacturing process with more materials and new technologies involved in this process. Undoubtedly, the most dramatic and challenging development of group of technologies has been the printing of metals. Nowadays, the use of AM for the production of parts for final products continues to grow. Organizations around the world are successfully applying the technology to the production of finished goods. AM allows design optimization and produces customized parts on-demand with almost similar material properties with the conventional manufactured parts. It does not require the use of coolants, fixtures, cutting tools and other assisting resources. The advantages of AM over conventional manufacturing can change the world of industry and lead to a new industrial revolution. In this research after reviewing mostly the different technologies and materials used in metallic AM, the application of them in a component of a passenger car engine is described. A criticality analysis is carried out in order to decide which AM development of the parts that compose the final product is more significant for the efficiency of the overall product. Based on that development a sustainability analysis is performed consisting of the analysis of the environmental impacts, the production cost analysis and the societal impact. But what has been derived from the analysis is that despite the lower environmental impact compared with the casting as a conventional method of forming of metals, AM is costly for the production of a small number of industrial products and its societal impact needs further investigation. In fact, the cost depends on the production volume, the batch size as well as the high price of the material powders and the building rates of the machines. In the future, with more advanced machines and cheaper material input the cost of metallic AM is going to drop dramatically. In spite of all the progress, the application of metallic AM is still not widespread. Since the materials as well as its technologies are still evolving, a better and more promising future is foreseen for metallic AM.

Keywords: Additive Manufacturing, Direct Digital Manufacturing, Mass Production, Automotive, Internal Combustion Engine, Turbocharger, Development, Sustainability Analysis, Lifecycle Assessment

Abstract [sv]

Additive Manufacturing (AM) består av en familj av olika teknologier som bygger upp komponenter genom att lägga till material lager efter lager ett lager i taget baserat på en digital 3D solid modell. Efter trettio år av utveckling, har AM blivit en mainstream tillverkningsprocess med fler material och nya teknologier involverade i denna process. Utan tvekan har den mest dramatiska och utmanande utvecklingen inom denna grupp av teknologier varit tryckningen av metaller. Nuförtiden fortsätter användningen av AM för tillverkning av delar till slutprodukter att växa. Företag runtom i världen använder tekniken framgångsrikt för produktionen av färdiga varor. AM tillåter designoptimering och tillverkar kundanpassade delar on-demand med nästan samma materialegenskaper som konventionellt tillverkade delar. Det behövs inte användning av kylmedel, fixturer, skärverktyg och andra källor. Fördelarna med AM jämfört med konventionell tillverkning kan förändra den industriella världen och leda till en ny industriell revolution. Efter att mestadels ha gått igenom de olika tekniker och material som används i metallisk AM, beskrivs i denna forskning applikationen av dem i en komponent av motorn till en personbil. En kritikalitet analys görs för att bestämma vilken AM utveckling av de delar som utgör den slutgiltiga produkten som är viktigast för effektiviteten av den totala produktionen. Baserat på denna utveckling utförs en hållbarhetsanalys som består av en analys av miljöpåverkan, produktionskostnad och de samhälleliga effekterna. Men det som har härletts från analysen är att trots den lägre miljöpåverkan i jämförelse med gjutning som en konventionell metod för formning av metaller, är AM kostsamt för produktionen av ett fåtal industriella produkter och dess samhälleliga effekter behöver studeras ytterligare. I själva verket beror kostnaden på produktionsvolymen, satsstorleken samt det höga priset på materialpulvren och byggnadstakten av maskinerna. I framtiden, med mer avancerade maskiner och billigare material kommer kostnaden för metallisk AM att sjunka dramatiskt. Trots alla utveckling, är applikationen av metallisk AM fortfarande inte utbredd. Eftersom materialen samt dess teknik fortfarande är under utveckling förutses en bättre och mer lovande framtid för metallisk AM.

Nyckelord: Additive Manufacturing, Direct Digital Manufacturing, massproduktion, bilindustrin, förbränningsmotor, Turbocharger, utveckling, hållbarhetsanalys, livscykelanalys.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 123 p.
Series
Degree Project in Production Engineering Management, Second Level, 614
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-149669OAI: oai:DiVA.org:kth-149669DiVA: diva2:740682
Examiners
Available from: 2014-08-26 Created: 2014-08-26 Last updated: 2014-08-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3719 kB)2719 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3719 kBChecksum SHA-512
6a66e0336ac8c8f890fc3e38ae99380a025443874811282ce6e11b64f557b9a17bced378c7ffbb827418bdcb45e988fe93c06f45e5d4399a58b558c890add871
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 2719 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 4335 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf