3D打印技术在油气领域情况

来源 ：  石油圈

据悉，首个3D打印结构组件已经安装在了波音787的前机身中。此结构组件由Norsk Titanium公司采用快速等离子沉积（RPD™）实现。美国航空领域对RPD技术的支持可能成为3D打印在航空领域进一步整合的一个里程碑。在油气领域，一些公司也已经开始将3D打印技术应用在零部件重构、增材制造工艺改进以及即时、定制行业。同时，3D打印技术在油气行业勘察开发板块也发挥着越来越重要的作用，并且有望扩大到油气生产、油气田服务以及原始设备制造（OEM）领域。然而，由于3D打印技术严重依赖数字信息，不管在航空还是油气行业的全面应用还面临着巨大挑战。

工艺介绍
专利技术
金属冲压与锻造技术最早可追溯至人类起源的年代。Norsk Titanium公司利用革命性的增材制造技术，创造出先进的金属物体，颠覆了传统的锻造工艺。该技术可根据需求，制造出强度与耐用性更高的物体，并且降低了对环境的影响。

在该公司的快速等离子沉积（RPD™）专利技术中，钛丝在惰性氩气环境中精确熔化。为了保证质量，该过程每秒被监控600余次。

快速等离子沉积技术是增材制造的根本。钛丝在惰性氩气环境中熔化，精确、快速地分层堆积至近净成形。该技术显著减少了机械加工，与传统制造方法相比，材料利用率提高了50%至75%。

减少机械加工意味着降低了工具与能源的使用，这两者是钛合金零件的主要成本。该技术降低了钛合金零件的制造成本，从而使客户获益。

卓越的冶金技术
Norsk Titanium公司从成立初期就专注于冶金。该公司由科学家与工程师们创立，他们坚信：如果我们能够达到最顶尖的材质，其他一切皆可解决。

Norsk Titanium公司位于美国与欧洲的工厂，其RPD™机器可提供卓越的冶金技术，制造出各种形状的零件。将该公司的高性能材料用于增材制造的商业化生产，最终可为客户创造出真正的替代方案。

卓越的冶金技术意味着：
（1）材料性能（比如抗拉、抗疲劳、延展性）达到锻造钛的水平；
（2）编织网微观结构；
（3）各层与各部件的微观结构一致；
（4）材料中不会出现未熔合或空隙。

特点
可靠性
Norsk Titanium公司独树一帜，已成为颠覆性创新与100%可靠性的代名词，可提供美国联邦航空局认证的产品。

高效性
Norsk Titanium公司的RPD™技术是一个技术平台，完全超越了国家、合金以及行业的范畴。RPD™将资源利用与生产效率提升到了新高度。

灵活性
RPD™是一种适应性极强的产品应用技术。它可针对特殊应用轻松进行量身定制，以实现高效生产。

核心设备
MERKE IV
MERKE IV™是Norsk Titanium公司的第四代生产机器。MERKE IV™采用该公司的RPD™专利工艺，将钛丝转变为适用于结构应用与安全关键应用的复杂部件。根据零件的尺寸与形状，每台MERKE IV™机器每年可生产10至20吨零件。该公司的MERKE IV™利用RPD™技术改变了航空航天公司生产结构部件的方式，可根据其太空需求进行增材制造。

技术参数：
技术：快速等离子沉积技术（RPD™）；
可制造零件尺寸：900mm x 600mm x 300mm；
层尺寸：高度为3至4mm，宽度为8至12mm；
沉积速度：5至10 kg/hr。

金属
基于航天航空工业的严格要求，目前Norsk Titanium公司的RPD™技术使用钛丝。不过镍合金、工具钢与不锈钢也均适用于RPD™技术平台。

Norsk Titanium公司是波音公司的一级供应商，致力于为全球首屈一指的航空航天制造商，降低制造飞机与喷气式发动机的成本。RPD™是世界上首个美国联邦航空局认证、3D打印的结构钛技术，为航空航天、国防以及商业客户节省了大量的交付时间与成本。通过为客户提供前所未有的技术体验，Norsk Titanium公司将加速推动全球金属制造工艺的革命性变革。

方法
打印
RPD™平台技术引领制造业进入21世纪。基于近净成形技术，能够以更低的成本，更短的交付周期，制造数千个零件。RPD™技术改变了宇航级构件的生产方式。通过在惰性氩环境中熔化钛丝，可快速精确的构建近净形零件，且几乎无需额外的加工。与传统锻造技术相比，客户能够以更低的价格获得零件，该技术还具有额外的优势，例如减少浪费、减少加工、减少工具与能源的使用。

先打印后锻造
Norsk Titanium公司的RPD™工艺具有足够的灵活性，可实现先打印出模锻方案，然后再制成锻造模具。如此一来，减少了多个锻模耗费的材料、时间与成本。

先锻造后打印
获得专利的RPD™工艺能够在所有适用的基材上进行打印。这意味着，在材料锻造后，可以增加复杂的锻件特征。因此，可以使用更简化的锻造来制造更复杂的部件。这也意味着涡轮发动机外壳上的凸起等特殊形状，可以增加到环轧锻件中。先锻造后打印减少了环轧锻造所需的材料以及所需的加工。


来源 ： 石油圈