3D打印技術(shù)在油氣領(lǐng)域情況

魔猴君  行業(yè)資訊   2073天前

據(jù)悉，首個(gè)3D打印結(jié)構(gòu)組件已經(jīng)安裝在了波音787的前機(jī)身中。此結(jié)構(gòu)組件由Norsk Titanium公司采用快速等離子沉積（RPD?）實(shí)現(xiàn)。美國航空領(lǐng)域?qū)PD技術(shù)的支持可能成為3D打印在航空領(lǐng)域進(jìn)一步整合的一個(gè)標(biāo)志性事件。在油氣領(lǐng)域，一些公司也已經(jīng)開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用在零部件重構(gòu)、3D打印工藝改進(jìn)以及即時(shí)、訂制行業(yè)。同時(shí)，3D打印技術(shù)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(kuò)大到油氣生產(chǎn)、油氣田服務(wù)以及原始設(shè)備制造（OEM）領(lǐng)域。然而，由于3D打印技術(shù)嚴(yán)重依賴數(shù)字信息，不管在航空還是油氣行業(yè)的全面應(yīng)用還面臨著巨大挑戰(zhàn)。

工藝介紹

專利技術(shù) 

金屬?zèng)_壓與鍛造技術(shù)最早可追溯至人類起源的年代。Norsk Titanium公司利用革命性的3D打印技術(shù)，創(chuàng)造出先進(jìn)的金屬物體，顛覆了傳統(tǒng)的鍛造工藝。該技術(shù)可根據(jù)需求，制造出強(qiáng)度與耐用性更高的物體，并且降低了對(duì)環(huán)境的影響。在該公司的快速等離子沉積（RPD?）專利技術(shù)中，鈦絲在惰性氬氣環(huán)境中精確熔化。為了保證質(zhì)量，該過程每秒被監(jiān)視600余次。 

快速等離子沉積技術(shù)是3D打印的根本。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(shù)顯著減少了機(jī)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(jī)械加工意味著降低了工具與能源的使用，這兩者是鈦合金部件的主要成本。該技術(shù)降低了鈦合金部件的制造成本，從而使客戶獲利。 

卓越的冶金技術(shù) Norsk Titanium公司從成立初期就專注于冶金。該公司由科研員與工程師們創(chuàng)立，他們堅(jiān)信：如果我們能夠達(dá)到最頂尖的材質(zhì)，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(jī)器可提供卓越的冶金技術(shù)，制造出各種形狀的部件。將該公司的高性能材料用于3D打印的商業(yè)化生產(chǎn)，最終可為客戶創(chuàng)造出真正的替代方案。 

卓越的冶金技術(shù)意味著： 

（1）材料性能（比如抗拉、抗疲勞、延展性）達(dá)到鍛造鈦的水平； 

（2）編織網(wǎng)微觀結(jié)構(gòu)； 

（3）各層與各部件的微觀結(jié)構(gòu)一致； 

（4）材料中不會(huì)出現(xiàn)未熔合或空隙。

特點(diǎn) 

可重復(fù)性 

Norsk Titanium公司獨(dú)樹一幟，已成為革命性創(chuàng)新與100%可重復(fù)性的代名詞，可提供美國聯(lián)邦航空局認(rèn)證的產(chǎn)品。 

高效性 

Norsk Titanium公司的RPD?技術(shù)是一個(gè)技術(shù)平臺(tái)，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(chǎn)效率提高到了新高度。 

靈活性 

RPD?是一種適應(yīng)性極強(qiáng)的產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)。它可針對(duì)特殊應(yīng)用輕松進(jìn)行量身訂制，以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

關(guān)鍵設(shè)備 

MERKE IV MERKE IV?是Norsk Titanium公司的第四代生產(chǎn)機(jī)器。MERKE IV?采用該公司的RPD?專利工藝，將鈦絲轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于結(jié)構(gòu)應(yīng)用與安全關(guān)鍵應(yīng)用的復(fù)雜部件。根據(jù)部件的尺寸與形狀，每臺(tái)MERKE IV?機(jī)器每年可生產(chǎn)10至20噸部件。該公司的MERKE IV?利用RPD?技術(shù)改變了航空航天公司生產(chǎn)結(jié)構(gòu)部件的方式，可根據(jù)其太空需求進(jìn)行3D打印。 

技術(shù)參數(shù)： 

 技術(shù)：快速等離子沉積技術(shù)（RPD?）； 

 可制造部件尺寸：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(yán)格要求，目前Norsk Titanium公司的RPD?技術(shù)使用鈦絲。不過鎳合金、工具鋼與不銹鋼也均適用于RPD?技術(shù)平臺(tái)。Norsk Titanium公司是波音公司的一級(jí)供應(yīng)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(jī)與噴氣式引擎的成本。RPD?是世界上首個(gè)美國聯(lián)邦航空局認(rèn)證、3D打印的結(jié)構(gòu)鈦技術(shù)，為航空航天、國防以及商業(yè)客戶節(jié)約了大量的交付時(shí)間與成本。通過為客戶提供前所未有的技術(shù)體驗(yàn)，Norsk Titanium公司將加速推動(dòng)全球金屬制造工藝的革命性變革。 

方法 

打印

 RPD?平臺(tái)技術(shù)引領(lǐng)制造業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)。基于近凈成形技術(shù)，能夠以更低的成本，更短的交付周期，制造數(shù)千個(gè)部件。RPD?技術(shù)改變了宇航級(jí)構(gòu)件的生產(chǎn)方式。通過在惰性氬環(huán)境中熔化鈦絲，可快速精確的構(gòu)建近凈形部件，且?guī)缀鯚o需額外的加工。與傳統(tǒng)鍛造技術(shù)相比，客戶能夠以更低的價(jià)格得到部件，該技術(shù)還具有額外的優(yōu)勢，例如減少浪費(fèi)、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(shí)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(gè)鍛模耗費(fèi)的材料、時(shí)間與成本。 先鍛造后打印 得到專利的RPD?工藝能夠在所有適用的基材上進(jìn)行打印。這意味著，在材料鍛造后，可以增加復(fù)雜的鍛件特征。因此，可以使用更簡化的鍛造來制造更復(fù)雜的部件。這也意味著渦輪引擎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：中國3D打印網(wǎng)