3D打印技術(shù)亦被稱為“增量制造”(AdditiveManufacturing)，是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及新材料等技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)數(shù)字化制造技術(shù)，其采用“分層制造，逐層疊加”的原理直接將設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體，由傳統(tǒng)制造的“去除法”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;增長(zhǎng)法”，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的周期大大縮短，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本大大降低，由于具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)而受到市場(chǎng)關(guān)注。

　　工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)3D打印材料，石化行業(yè)由于兼具3D打印供需方的角色，是推動(dòng)3D打印業(yè)發(fā)展的主要支柱。

　　二、3D打印現(xiàn)在有市場(chǎng)么？

　　美國(guó)關(guān)于3D打印的Wohler報(bào)告顯示：2013年全球3D打印產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)30.7億美元，比上年增長(zhǎng)34.9%。在3D打印應(yīng)用方面，消費(fèi)商品和電子領(lǐng)域仍占主導(dǎo)地位，航空器制造和醫(yī)學(xué)應(yīng)用是過(guò)去幾年增長(zhǎng)最快的應(yīng)用領(lǐng)域。在設(shè)備擁有量上，美國(guó)占全球的38%，中國(guó)繼日本和德國(guó)之后，以約9%的份額占第4位。

　　三、3D打印為什么和石油有關(guān)？

　　3D打印技術(shù)的核心技術(shù)包括打印材料和打印設(shè)備。與設(shè)備研發(fā)相比，材料的研發(fā)難度更大。3D打印不僅是一場(chǎng)制造革命，也是一場(chǎng)原材料革命(基于此，我修正了石油行業(yè)未來(lái)成長(zhǎng)空間有限的認(rèn)知)。石油化工行業(yè)既能生產(chǎn)合成樹(shù)脂、塑料等3D打印所需要的原材料，同時(shí)石油機(jī)械、化工裝備的制造與修復(fù)也是3D打印的應(yīng)用行業(yè)之一。

　　石化產(chǎn)業(yè)是3D打印材料的支柱。目前大部分已知的可用于3D打印的塑料耗材都是通過(guò)石油提煉的。3D打印所用的原材料都是專門(mén)針對(duì)3D打印設(shè)備和工藝而研發(fā)的，其形態(tài)一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。3D打印所使用的石油化工類(lèi)原材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂等。

　　從應(yīng)用來(lái)看，3D打印技術(shù)目前雖然在制造石油機(jī)械零部件方面還處于嘗試階段，但該技術(shù)在石油及石化領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。

　　隨著鉆井環(huán)境變得越來(lái)越差，如鉆井的超深水區(qū)，3D打印對(duì)于石油工業(yè)將變得更加重要，3D打印技術(shù)可讓工程師實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)計(jì)以應(yīng)對(duì)極端環(huán)境所帶來(lái)的種種挑戰(zhàn)。

　　四、都有哪些材料可以用于3D打??？

　　工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)3D打印材料，常見(jiàn)的有ABS、PC、尼龍類(lèi)材料等。近年來(lái)歐美及國(guó)內(nèi)公司已研發(fā)應(yīng)用了各種類(lèi)型的材料：如以色列Objet公司開(kāi)發(fā)的類(lèi)ABS樹(shù)脂材料及名為VeroClear的清晰透明材料；3DSystems公司生產(chǎn)的注塑材料VisiJetM3Black，Taulman3D的尼龍聚合物打印材料taulman645；Orbi-Tech公司的打印絲材BendLay；比利時(shí)公司MaterialiseNV的新型聚氨酯材料TPU92A-1等。

　　國(guó)內(nèi)研究3D打印材料的單位比較少，比較突出的有：北京航空航天大學(xué)對(duì)短切玻璃纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料進(jìn)行了一系列的改性研究；北京太爾時(shí)代公司通過(guò)和國(guó)內(nèi)外知名的化工產(chǎn)品供應(yīng)商合作，推出高性能FDM成型材料ABS04；華中科技大學(xué)研究了改性聚苯乙烯支撐材料；蘭州化物所通過(guò)在3D打印樹(shù)脂中加入引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)引發(fā)劑集成型3D打印。

五、都有哪些石化公司進(jìn)入了3D打印領(lǐng)域？

　　在石油化工設(shè)備及零部件制造領(lǐng)域：ExOne的3D打印產(chǎn)品2012年應(yīng)用在能源石油天然氣領(lǐng)域的收入占其總收入的13%。通用電氣公司(GE)開(kāi)始嘗試用3D打印技術(shù)生產(chǎn)燃?xì)鉁u輪機(jī)的零部件金屬燃油噴嘴，計(jì)劃到2015年，其燃油噴嘴將全面實(shí)現(xiàn)3D打印生產(chǎn)。GE還計(jì)劃利用3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)可將石油抽到地面的電子潛水泵。

　　美國(guó)石油服務(wù)企業(yè)哈利伯頓公司也已開(kāi)始利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)石油鉆探所需的零部件。美國(guó)BlueFire設(shè)備公司嘗試將3D打印技術(shù)用于PDC鉆頭的制造，該P(yáng)DC鉆頭采用了特殊設(shè)計(jì)的噴嘴排列方式，采用3D打印技術(shù)完美地實(shí)現(xiàn)了這些高復(fù)雜度的設(shè)計(jì)，并大幅提升鉆頭應(yīng)對(duì)極端環(huán)境的能力。

　　中海油服油田技術(shù)研究院的科研人員使用3D打印隨鉆地層測(cè)試器的集成閥座，目前3D打印技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于該研究院的多個(gè)科研項(xiàng)目中。3D打印技術(shù)已成功打印出球靴等橡膠制品，但距離規(guī)模生產(chǎn)尚有很大距離。

　　在零部件維修領(lǐng)域：GE正使用3D打印技術(shù)為石油和天然氣領(lǐng)域的大型企業(yè)提供零部件維修服務(wù)，如齒輪、結(jié)構(gòu)件、外殼，甚至一些空氣動(dòng)力學(xué)葉片等，都可以用3D打印技術(shù)進(jìn)行維修；

　　國(guó)際石化公司看到了3D打印材料市場(chǎng)帶來(lái)的巨大商機(jī)，紛紛介入3D打印行業(yè)：杜邦公司推出商業(yè)化樹(shù)脂Somos系列用于3D打印；巴斯夫開(kāi)始全面介入3D打印行業(yè)，成立了全球3D打印研發(fā)部門(mén)，目前與湖南華曙高科簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，聯(lián)合開(kāi)發(fā)世界上最新型SLS打印設(shè)備及材料，并計(jì)劃在中國(guó)建立3D打印材料制造基地；韓國(guó)LG公司與世界第二大3D打印公司Stratasys協(xié)商供應(yīng)高附加合成樹(shù)脂ABS。

　　因此，3D打印以其制造原理的優(yōu)勢(shì)成為具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ闹圃旒夹g(shù)，石化企業(yè)由于兼具3D打印供需方的角色，對(duì)需求理解更深刻，同時(shí)又擁有資金和多種技術(shù)儲(chǔ)備的綜合優(yōu)勢(shì)，應(yīng)密切關(guān)注3D打印發(fā)展動(dòng)向，適時(shí)進(jìn)入該領(lǐng)域，抓住機(jī)遇，在新一輪技術(shù)革命中贏得主動(dòng)。