几家工程公司表示，我们拥有扭转气候变化的技术，其中之一就是使用直接空气捕捉技术。有趣的是，增材制造有可能在这方面发挥重要作用。3D系统首席解决方案负责人Scott Green和Air Capture的创始人兼首席执行官Matt Atwood探讨了直接空气捕获和增材制造如何提供帮助。
强积金：
首先，简要描述我们在扭转气候变化方面所面临的挑战。
马特:
当然，我很乐意这么做。工业排放的二氧化碳是气候变化的主要驱动因素。了解二氧化碳的重要一点是它在大气中的半衰期很长。大气中的二氧化碳脉冲通常可以持续约150年。因此，考虑我们现在感受到的气候变化的影响的一种方法是我们只真正感受到1960年以前排放的影响。随着时间的推移，这些排放的积累是有问题的，而且还在增长。
当我们面对气候变化的挑战时，联合国和《巴黎协定》下的其他组织已经说过，你必须将工业化前排放的全球变暖控制在2摄氏度以下。实现这一目标所面临的挑战意味着，实现这一目标的唯一途径就是从空气中排放二氧化碳。我们不再可能仅靠可再生能源或电气化来解决问题。
因此，建立直接捕获空气的能力和类似的技术，将二氧化碳从大气中提取出来，并将其回收，或利用它制造一些有用的东西，比如我们今天在业内使用的许多产品，是避免气候变化的生存威胁的关键路径。
强积金：
你能简单描述一下什么是直接空气捕捉技术吗?这个技术是如何给各行各业带来好处的，甚至可能是一个经济机会?
马特:
直接空气捕捉就是把二氧化碳从空气中提取出来，然后尝试用它做一些有用的事情。因此，我们开发了能够从空气中捕获二氧化碳的技术，这是一个具有挑战性的问题，需要解决，然后将这些二氧化碳用于工业。全球经济依靠碳来运转。它存在于我们所做的一切。它存在于我们的建筑材料中，它存在于燃料中，它存在于我们所有的食品加工、塑料和电池材料中。所有产品都是碳基的。
新兴的直接空气捕捉技术带来的经济机遇是能够提供我们今天使用的所有相同的材料，而不是让碳来自地面，这会增加全球二氧化碳的排放，增加大气中二氧化碳的负荷，我们可以从空气中提取相同的碳，制造所有这些相同的产品，以一种碳负的方式，最终我们可以净减少大气中二氧化碳的数量。所以我们认为二氧化碳不仅仅是一种威胁，它在经济上还是一个重大机遇直接空气捕获可以释放我们生产这些产品的能力。
强积金：
如何捕捉空气?
马特:
直接捕捉空气的第一个规则是你必须移动大量的空气。二氧化碳在空气中非常稀薄，大约是400ppm，也就是体积的0.04%。所以你必须制造一个风扇装置，让空气通过接触器。在我们的案例中，我们使用的是超低压滴接触器。所以风扇通过接触器移动二氧化碳产生的能量越低越好。在那个接触器上，我们有一种特殊的吸附剂。吸附剂从空气中吸收二氧化碳，然后我们释放吸附剂，我们通过加热从吸附剂中释放二氧化碳。这台机器是一个简单的装置，它有一个风扇和一个可以旋转的接触器，从空气中收集二氧化碳。
强积金:
碳被捕获后该怎么处理，它和O2分离后又是什么形式呢?
马特:
一旦我们把二氧化碳从空气中抽走，它就只是一个大气压下的二氧化碳气体，从那里我们可以做很多事情。它可以直接用于温室或食品包装应用。我们可以把它液化，它在饮料、苏打水和啤酒中大量使用。它可以变成干冰，用来作为固态二氧化碳冷藏。它可以被隔离到地下，地质上。因此，二氧化碳被泵入地下，它呆在那里，但它也可以转化为其他产品。我们可以将二氧化碳转化为塑料、燃料、化学前体、电池级材料，用二氧化碳可以生产许多不同的产品。
强积金：
增材制造在帮助直接捕获空气方面有何用武之处?
史考特:
是的，我可以在这里抽烟。谢谢马特的精彩总结。完全正确。我同意所有这些观点。增材制造有几种不同的方式。首先，添加剂为制造业提供了一些传统价值，比如加速上市时间，缩短获得原型的时间，诸如此类。传统的长期价值添加剂提供。
但是当你看，你看这些系统，实际的过程列，捕捉和转化这些气体的过程，本质上是一个大的化学集合。(类似于大学或高中的化学套装)，但它是一套工业化的化学套装，非常好地包含一个或几个操作。所以，就像任何一种化学装置，你有损失，你有环境条件，你有你必须保持的压力和温度。现在的问题是，如何制造出最高效的装置或装置的组成部分，使你不仅能使组成部分固化并使它们更快，而且能使你的装置使化学反应尽可能高效。
这意味着你需要利用几何和设计方法，这是传统制造业通常不可能做到的。所以，加法有几种不同的方式。第一，帮助加快上市时间;一种传统价值。但是还有一个未被开发的领域和添加剂市场总的来说是化学反应和工艺工程的添加剂制造是一个真正的最佳点来做静态气体混合器或冷却器或涡轮机械，例如，涡轮机械需要不同层次或层次的直接空气捕获，点源或分布将空气带入一个系统或鼓励它以非常高效的方式进入一个系统。增材制造已经被涡轮机械和能源生产公司广泛采用和支持了近20年。
所以一般来说，它是建立在航空航天，汽车和能源已经完成的基础上从涡轮机械的角度和机械反应的角度。它也有一些半导体资本设备和高科技组件的元素，我们把从不同行业学到的不同方法应用到这里的全新东西上。我们发现了很多协同作用。
强积金：
让我们来探讨一下化学工业中添加剂的概念。你能再深入一点吗?
史考特:
我认为如果你从3万英尺的角度看增材制造的公众代表，营销或沟通对生产的影响，增材制造在过去5到10年的市场中，就像航空航天，汽车，消费品。好的。嗯，那不仅无聊，而且非常拥挤。好吧，那里很拥挤，我去过，也去过。
现在，如果你开始观察工业的其他领域，添加剂可以应用到各种有趣的地方。例如，在过去的几年里，我们一直在大力推动半导体资本设备的发展，一般来说，没有人把它与添加剂联系在一起，但它在化学加工领域是非常适合的，非常适合的。此外，我的意思是，你看看石化炼油厂，那里有很大的机会采用工艺柱。任何过程列本质上都是一堆发生的化学反应。这是一个机会，添加剂是一个机会把这些超级复杂，高度组装的东西在空间中整合并增加它们的功能和性能。
所以，在那里有应用，不仅是在炼油厂，而且，我们在这里说的是在直接空气捕获空间，非常相似的事情，还有氢燃料生产。氢经济是另一件事，你有电解槽和其他东西，可以用增材制造非常有效地制造。
再一次，即使只是油漆加工或化学加工，药品制造，鸡块制造，这整个高度专业化的加工设备执行一系列的步骤，只需要尽可能高效地重复，这是添加剂工业的盲点。每年有价值几万亿美元的化学品和化学加工设备被生产出来，这是一个还没有被真正关注的地方，我们在那里发现了巨大的成功。
强积金：
所以，添加剂减少组装和制造几何复杂零件的能力推动了人们对化学领域的兴趣，对吧?
史考特:
是的。和深入。还有，我有绿色的一面。不仅因为我姓格林，还因为我从小就热衷于绿色事业。我认为这是一个机会，和马特一起帮助一些人推进绿色事业，但是是的，你是对的，那些应用到不那么绿色的行业可以帮助提高他们的效率。
现在，这些公司是否利用这种额外的效率，继续保持污染，中饱私囊是一个问题，但它为其他可能更脏的行业提供了机会，通过使用增材制造，以更少的浪费创建更高效的流程，从而提高效率，减少污染。
强积金：
你们谁能谈谈直接捕获空气的哪些部件是被添加的?我看到可能有一些热交换器或其他东西。你能再详细说一下吗?
史考特:
好吧，我要几个，我想我可以把其他机会交给马特。但是，如果你看到所有直接捕捉空气的机会，你必须推动空气。你必须以某种非常有效的方式推动空气，有很多方法可以做到这一点。你可以用一个巨大的，移动非常缓慢的风扇。因为游戏规则是，你不能产生比你从空气中吸收的更多的碳。所以你必须有一个超级高效的，显著负向的运营模式。所以你必须有高效的，每克或每磅燃料空气移动的效率，这又是涡轮机械部件。它已经存在了，添加剂已经在涡轮机械中工作了近20年。这是面包和黄油，简单的东西，很容易进行和应用。在很多地方都有热交换器这取决于结构和热交换器，在附加空间中证明得很好，把它转到另一个需要它的地方。
然后你开始接触一些更奇特和有趣的东西。就像，好吧，如果你只是看着，我需要推动空气，我需要杀死热量，好，这很简单。然后是直接空气接触器。你有过程设备冷却器或燃烧器，蒸汽发生器，锅炉，诸如此类的东西都是我们很好的目标。同样，在过程室中，你可能会有一些不同的事情发生。你可能会在传统制造的晶格中，比如Mellapak或者类似的东西，可能会用溶剂弹簧工艺来帮助去除传统晶格中的碳。它可以转化成高效的晶格。每个人都知道晶格是加法的结果。这个例子很好地说明了格点在加法中是很有用的。你要做一个大的机械过滤器这就是晶格和碳捕获的真正意义所在。
有了设计高效溶剂喷涂系统的能力，我们甚至可以提高直接空气捕捉电池或接触器的清洁度，通过更好的喷射压力洗掉碳而不是让滴漏过程带走它。
强积金：
材料主要是金属还是塑料，还是两者都有?
史考特:
是的，到目前为止我们看到了很多金属，铝，不锈钢或其他钢。我认为塑料、耐化学药品或高温塑料在市场上绝对有机会。
强积金：
好的。马特，你想补充一下使用增材制造直接捕获空气的组件吗?
马特:
我认为，正如斯科特所说，增材制造能够非常快速地对不同类型的布局和表面进行原型和测试，这有助于以更低的成本更快地推进技术发展。在我们的应用中，我们真正关注的是增材制造具有独特能力的领域，使我们能够以高效的方式将我们的技术与客户和工业需求结合起来，建立高精度的系统，为客户提供更多的价值。
强积金：
这个问题是问你们俩的，你们是否认为增材制造技术需要发展或进步，以继续你们正在做的事情，甚至使这个过程更有效和更好?
史考特:
好，我能接受。我认为现在，如果你看看金属增材制造领域，激光粉末床熔合确实是一项相当成熟的技术。它已经存在很长一段时间了。如果你观察机器的状态，你会发现技术趋于稳定，通常在一开始，当它试图变得成熟时，会有很多不同的变化。当它变得成熟时，就会有更多的焦点变化，比如材料、速度和每美元的生产率。
所以，我认为这些都是你们现在在金属添加剂领域看到的传统的东西，这是第一，材料机会，现在制造LPBF零件的机器，配方已经很稳固了。在过去的五六年里，LPBF在新材料方面做出了巨大的努力。
但为了真正扩大规模，我们在3D系统公司所做的事情是，我们观察一个市场或一个行业，我们观察真正有高价值的应用，我们知道添加剂是很适合的。然后我们开始消除规模和采用的障碍。好吧，我们知道，例如，有几个组件非常适合增材制造和直接空气捕捉。现在，作为一家公司，我们能做些什么来使我们的流程最有效地支持这种需求呢?
所以，为了回答你的问题，我想说，每一美元的生产力，一个整体的零件，生产力，我如何能使零件的成本更低，并生产出比五年前我用一个激光在一些粉末上跳动所能生产的更多的零件?我怎样才能制造极其复杂的，长时间扫描的零件，大量的绘图，更快地以合理的成本大量生产零件?这肯定是一个主要的贡献者，将是一个主要的贡献者的规模和采用，这是我们非常关注的事情。
这是现在的一个经济公式。我们需要的一切都在那里。问题是，在我们尽可能快、尽可能大地证明了它之后，我们如何做到这一点?
强积金：
马特，你有什么意见吗?你想在添加剂中看到什么?
马特:
我当然不是增材制造方面的专家，但我认为用混合合金制造零件的能力，用不同的高复杂性合金制造零件的能力，以及最终寻求更大的生产结构的能力，将有助于技术框架随着时间的推移而扩展。
史考特:
是的，我完全同意。多材料金属印刷，你基本上有90%的一种材料和10%的另一种是非常有趣的，因为它允许你减少电镀过程，涂层过程，诸如此类的事情，绝对的。然后更大的床架更快更脏。同样，像高生产力一样，大床架的结果是绝对需要的。
强积金：
我记得几年前就有一种技术可以在添加剂中处理多种材料，但那更多是在塑料领域，而不是金属领域。
史考特:
是的。是的，我很少看到真正的真正的应用和生产应用。生产应用的机会很少，除了医疗诊断建模和类似的东西。这是非常清楚的，但原型和诊断建模的材料肯定在那里。但对于金属而言，行业在开发真正有用和可扩展的产品方面的实际参与非常少。
强积金：
好的。你们最后还有什么想补充的吗?
史考特:
不，我不喜欢。非常感谢。
强积金：
非常感谢你们两位。谢谢你的宝贵时间。
史考特:
是的,当然。
马特:
是的。非常感谢，莱斯利。很高兴和你聊天。
了下:快速制造零件
