俄勒冈州立大学工业可持续实验室发布LCA生命周期评估报告，对比原生镍与回收镍粉在金属3D打印中的碳排放差异。研究显示，在采用回收原料、等离子雾化工艺及可再生能源供电条件下，镍粉生产的全球变暖潜势（GWP）最高可降低98.7%。结果表明，上游原料来源与能源结构是决定镍粉碳足迹的关键因素，为增材制造行业实现低碳转型提供量化依据。
俄勒冈州立大学工业可持续实验室的研究人员发布了一项生命周期评估（LCA），比较了使用原生原料与回收原料生产镍粉对环境影响的差异。该报告于2026年2月发布，结论指出，在将原生镍替换为回收原料的同时，结合雾化工艺的调整以及可再生能源投入，每生产100公斤镍粉的全球变暖潜势（GWP）最高可降低98.7%。
镍粉被广泛应用于航空航天、汽车和能源等领域的增材制造。由于镍在美国被列为关键矿产之一，且其开采过程能源消耗高，降低粉末生产的碳足迹对于金属3D打印行业而言日益重要。
该研究比较了三种粉末生产路径。三种情景均以“从摇篮到工厂大门”为系统边界进行建模，每种情景均以生产100公斤用于增材制造的镍粉为目标。
第一种情景反映了采用100%原生镍进行传统气体雾化生产的方式。在该过程中，大块镍被熔化后通过喷嘴流出，高压惰性气体射流将熔融金属流破碎成细小液滴。这些液滴在飞行过程中凝固，最终被收集为粉末。然而，生成的材料中只有一部分处于增材制造所需的15–45微米粒径范围内。假设雾化收得率为25%，则需要400公斤镍原料才能生产出100公斤可用粉末。尺寸过大或形状不规则的颗粒无法直接回到同一雾化循环中重新利用，从而增加了整体原料需求。
第二种情景评估了完全使用回收镍原料的等离子弧雾化工艺。在等离子弧雾化中，镍丝或其他原料在高温等离子弧作用下被熔化，并在受控气流下雾化成液滴。由于该工艺围绕连续进料设计，并能更精确地控制熔融条件，不符合规格或未完全雾化的材料可以在生产系统内部重新处理。原料中70%来自前期生产产生的内部废料，剩余30%来自外部供应商。这种在同一系统内重复利用材料的能力减少了对额外原生原料的需求。
第三种情景在保留回收原料和等离子弧雾化工艺的基础上，对能源与供应链投入进行了调整。雾化系统采用可再生电力供能，以低碳发电替代平均电网能源结构。用于雾化和保护熔融金属的氩气被设定为“绿色氩气”，即其生产与液化过程由可再生电力驱动，而非传统能源。由于工业气体生产过程能耗较高，这一替代措施降低了模型中与雾化相关的排放。
外部回收原料被设定为来自距离生产设施100公里范围内的供应商，从而减少与运输相关的排放。任何剩余的能源相关排放在系统边界内通过购买碳信用额度进行抵消。所有情景均在SimaPro 10.3软件中建模，并采用TRACI 2.1方法进行评估，全球变暖潜势以千克二氧化碳当量表示。
三种路径下的碳排放差异显著。采用原生镍的传统生产方式，每生产100公斤镍粉会产生11,504千克二氧化碳当量。改用回收原料后，排放降至4,744千克二氧化碳当量，降幅为58.8%。当进一步引入可再生电力、绿色氩气以及本地化采购后，排放降至150千克二氧化碳当量，相比传统生产方式实现了98.7%的模型化减排。
在传统情景中，原生镍生产占总排放的62%，成为主要影响因素。当回收材料替代开采镍后，排放来源转向工艺投入。在未使用可再生能源的回收情景中，氩气生产占据剩余全球变暖潜势的主要部分，反映出工业气体生产的高能耗特征。
在所设定的系统边界内，传统路径中上游材料开采对排放的贡献高于雾化步骤本身。
本次评估属于“从摇篮到工厂大门”范围，未纳入零部件制造、后处理、使用阶段性能或组件报废处理等环节。第三种情景在系统边界内将可再生电力和绿色氩气视为零排放投入，这在实际电网条件下未必完全成立。
在这一研究范围内，结果表明，原料来源与能源结构是决定用于增材制造的镍粉碳强度的主要因素。
近期报道显示，商业领域正在扩大采用回收原料及国内加工的金属粉末生产能力。例如，Continuum Powders宣布推出采用回收原料生产的铜镍合金粉末，6K Additive则在联邦融资支持下扩建了美国本土金属粉末生产能力，相关支持与国内加工能力提升挂钩。
尽管这些举措针对不同材料和市场，但其核心关注点均在于粉末的来源与制造方式。俄勒冈州立大学的评估通过在明确的“从摇篮到工厂大门”系统边界内量化比较原生与回收镍路径之间的排放差异，为这一讨论提供了数据支持。
