金属3D打印技术和其在石油行业应用展望.pdfVIP

学兔兔 22一 ■论文广场 石20油15和年化第工18设卷备 金属3D打印技术及其在石油行业应用展望 任武，徐云喜，谭文锋，袁文才 (中石油钻井院江汉机械研究所，湖北 荆州 434000) 潲 要]3D打印作为一种全新概念的制造技术，自20世纪90年代出现以来，经过2O余年的发展，已经成为当前先进制造技 术领域创新发展的源泉，被西方媒体誉为 “第三次工业革命”。本文介绍了3D打印技术概况以及金属3D打印制造技术，并 结合石油行业装备的特点探讨了金属3D打印技术在石油行业的应用。 、 [关链词]3D打印技术；激光选区熔化；定向能量沉积；石油行业；应用 3D打 印f3D Printing)技 术出现于上世纪80年代 ，该 技术伴随着计算机辅助技术 i (ComputerAidedDesignCAD) 和激光加工技术而兴起。其更 攀嬲端蝴糍觏疆黼鳢疆 专业和正式的名称是增材制造 逢 技术 (additivemanufacturing， 磁龆黼黼耥赫 饕 AM)。期间也被称为 “快速制 造 ”、 “快速原型技术 ”、 “快速原型制造”、 “分层制造”等，名称各异 图1 3D打印原理示意图 的叫法分别从不同侧面表达 了该制造技术的特点 ] 区激光熔化技术(SelectiveLaserMelting，SLM)和 。 3D打印技术是利用计算机软件将零件 的CAD 三维模型切成若干层，然后通过计算机程序控制 激光工程化净成形(LaserEngineeredNetShaping， 每一层的成型，并将每一层叠加起来，最终得到 LENS)进行介绍，并重点介绍选区激光熔化技术， 完整的实体模型 (如图1所示)。从技术上讲，3D 包括其原理、特点、现状及发展趋势，最后结合 打印技术具有数字制造、降维制造、堆积制造、 石油装备的特点探讨金属3D打印技术在石油行业 直接制造、快速制造等五大技术特征。 的应用。 某种程度上讲，当前大多数机械设计、结 13D打印技术概述 构设计均为建立在现有 的加工 、成型工艺基础上 根据 打 印材 料 、能量源 的不 同 ，美 国材 的。因而对于结构复杂的零部件只能采取装配式 料与试验协会 (AmericanSocietyforTestingand 加工 (焊接、铆接、装配等)，或者牺牲部分性 Materials，ASTM)将3D打印技术分为材料挤 出、粉 能，采用非理想化结构。而3D打印制造技术的自 床熔化、光固化、材料喷射、粘合剂喷射、薄层 身特性决定了其可以实现复杂零部件的加工，另 沉积和定向能量沉积七大系列2【]，如图2所示。 外还可扩展设计者的思维，将部分