3D打印技術在油氣領域情況

來源 ：  石油圈

據(jù)悉，首個3D打印結構組件已經安裝在了波音787的前機身中。此結構組件由Norsk Titanium公司采用快速等離子沉積（RPD™）實現(xiàn)。美國航空領域對RPD技術的支持可能成為3D打印在航空領域進一步整合的一個里程碑。在油氣領域，一些公司也已經開始將3D打印技術應用在零部件重構、增材制造工藝改進以及即時、定制行業(yè)。同時，3D打印技術在油氣行業(yè)勘察開發(fā)板塊也發(fā)揮著越來越重要的作用，并且有望擴大到油氣生產、油氣田服務以及原始設備制造（OEM）領域。然而，由于3D打印技術嚴重依賴數(shù)字信息，不管在航空還是油氣行業(yè)的全面應用還面臨著巨大挑戰(zhàn)。

工藝介紹
專利技術
金屬沖壓與鍛造技術最早可追溯至人類起源的年代。Norsk Titanium公司利用革命性的增材制造技術，創(chuàng)造出先進的金屬物體，顛覆了傳統(tǒng)的鍛造工藝。該技術可根據(jù)需求，制造出強度與耐用性更高的物體，并且降低了對環(huán)境的影響。

在該公司的快速等離子沉積（RPD™）專利技術中，鈦絲在惰性氬氣環(huán)境中精確熔化。為了保證質量，該過程每秒被監(jiān)控600余次。

快速等離子沉積技術是增材制造的根本。鈦絲在惰性氬氣環(huán)境中熔化，精確、快速地分層堆積至近凈成形。該技術顯著減少了機械加工，與傳統(tǒng)制造方法相比，材料利用率提高了50%至75%。

減少機械加工意味著降低了工具與能源的使用，這兩者是鈦合金零件的主要成本。該技術降低了鈦合金零件的制造成本，從而使客戶獲益。

卓越的冶金技術
Norsk Titanium公司從成立初期就專注于冶金。該公司由科學家與工程師們創(chuàng)立，他們堅信：如果我們能夠達到最頂尖的材質，其他一切皆可解決。

Norsk Titanium公司位于美國與歐洲的工廠，其RPD™機器可提供卓越的冶金技術，制造出各種形狀的零件。將該公司的高性能材料用于增材制造的商業(yè)化生產，最終可為客戶創(chuàng)造出真正的替代方案。

卓越的冶金技術意味著：
（1）材料性能（比如抗拉、抗疲勞、延展性）達到鍛造鈦的水平；
（2）編織網微觀結構；
（3）各層與各部件的微觀結構一致；
（4）材料中不會出現(xiàn)未熔合或空隙。

特點
可靠性
Norsk Titanium公司獨樹一幟，已成為顛覆性創(chuàng)新與100%可靠性的代名詞，可提供美國聯(lián)邦航空局認證的產品。

高效性
Norsk Titanium公司的RPD™技術是一個技術平臺，完全超越了國家、合金以及行業(yè)的范疇。RPD™將資源利用與生產效率提升到了新高度。

靈活性
RPD™是一種適應性極強的產品應用技術。它可針對特殊應用輕松進行量身定制，以實現(xiàn)高效生產。

核心設備
MERKE IV
MERKE IV™是Norsk Titanium公司的第四代生產機器。MERKE IV™采用該公司的RPD™專利工藝，將鈦絲轉變?yōu)檫m用于結構應用與安全關鍵應用的復雜部件。根據(jù)零件的尺寸與形狀，每臺MERKE IV™機器每年可生產10至20噸零件。該公司的MERKE IV™利用RPD™技術改變了航空航天公司生產結構部件的方式，可根據(jù)其太空需求進行增材制造。

技術參數(shù)：
技術：快速等離子沉積技術（RPD™）；
可制造零件尺寸：900mm x 600mm x 300mm；
層尺寸：高度為3至4mm，寬度為8至12mm；
沉積速度：5至10 kg/hr。

金屬
基于航天航空工業(yè)的嚴格要求，目前Norsk Titanium公司的RPD™技術使用鈦絲。不過鎳合金、工具鋼與不銹鋼也均適用于RPD™技術平臺。

Norsk Titanium公司是波音公司的一級供應商，致力于為全球首屈一指的航空航天制造商，降低制造飛機與噴氣式發(fā)動機的成本。RPD™是世界上首個美國聯(lián)邦航空局認證、3D打印的結構鈦技術，為航空航天、國防以及商業(yè)客戶節(jié)省了大量的交付時間與成本。通過為客戶提供前所未有的技術體驗，Norsk Titanium公司將加速推動全球金屬制造工藝的革命性變革。

方法
打印
RPD™平臺技術引領制造業(yè)進入21世紀�；�于近凈成形技術，能夠以更低的成本，更短的交付周期，制造數(shù)千個零件。RPD™技術改變了宇航級構件的生產方式。通過在惰性氬環(huán)境中熔化鈦絲，可快速精確的構建近凈形零件，且?guī)缀鯚o需額外的加工。與傳統(tǒng)鍛造技術相比，客戶能夠以更低的價格獲得零件，該技術還具有額外的優(yōu)勢，例如減少浪費、減少加工、減少工具與能源的使用。

先打印后鍛造
Norsk Titanium公司的RPD™工藝具有足夠的靈活性，可實現(xiàn)先打印出模鍛方案，然后再制成鍛造模具。如此一來，減少了多個鍛模耗費的材料、時間與成本。

先鍛造后打印
獲得專利的RPD™工藝能夠在所有適用的基材上進行打印。這意味著，在材料鍛造后，可以增加復雜的鍛件特征。因此，可以使用更簡化的鍛造來制造更復雜的部件。這也意味著渦輪發(fā)動機外殼上的凸起等特殊形狀，可以增加到環(huán)軋鍛件中。先鍛造后打印減少了環(huán)軋鍛造所需的材料以及所需的加工。


來源 ： 石油圈