增材制造或3D打印現(xiàn)在越來越多地用于汽車、航空和工具行業(yè)。隨著接受程度的加深，我們也看到了對(duì)石油和天然氣行業(yè)的積極滲透。據(jù)報(bào)道，一些預(yù)測(cè)估計(jì)，到2025年，石油和天然氣行業(yè)的3D打印將達(dá)到15億美元。


3D打印預(yù)示著各個(gè)領(lǐng)域的許多應(yīng)用的變革性革命。其增長(zhǎng)的主要原因是它能夠加快新產(chǎn)品開發(fā)的步伐。它還具有生產(chǎn)以前不可能的復(fù)雜形狀和快速按需制造的能力。

加快新產(chǎn)品開發(fā)步伐


西門子3D打印燃?xì)廨啓C(jī)葉片

加快新產(chǎn)品開發(fā)是3D打印的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一，這使其成為當(dāng)今最受歡迎的制造技術(shù)之一。專家認(rèn)為，通過在石油和天然氣行業(yè)中使用3D打印，石油和天然氣開采將更有效，速度更快和成本效益更顯著。這必然會(huì)影響各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。

談到3D打印對(duì)石油行業(yè)的影響，英國(guó)石油技術(shù)負(fù)責(zé)人David Eyton在接受采訪時(shí)表示：“3D打印機(jī)非常適合制作定制的設(shè)備。我們的反應(yīng)堆的內(nèi)部設(shè)備就是非常定制的。我們現(xiàn)在可以做任何事情。這些組件可以在需要時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)或附近快速生產(chǎn)，有助于減少設(shè)備的等待時(shí)間——一直等到更換部件可以從制造商處采購為止——這太耗時(shí)了。

生成復(fù)雜形狀的能力

石油和天然氣行業(yè)有嚴(yán)格的環(huán)境安全規(guī)范。這促使公司不斷創(chuàng)新其產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)更高效，更具成本效益，同時(shí)又符合環(huán)保要求。所有這些參數(shù)都很難實(shí)現(xiàn)，但增材制造可以達(dá)到完美的平衡。

3D打印能夠輕松生成復(fù)雜的形狀。它還可以對(duì)包含多個(gè)零件的復(fù)雜裝配進(jìn)行逆向工程并將其轉(zhuǎn)換為單個(gè)組裝產(chǎn)品，從而減少現(xiàn)場(chǎng)的裝配時(shí)間。因此，不是通過螺栓連接，焊接等組裝多個(gè)部件，所有這些接頭可以組合并構(gòu)建成單個(gè)產(chǎn)品。這提高了系統(tǒng)的整體效率。西門子AM設(shè)計(jì)經(jīng)理Jenny Nilsson表示：“使用3D打印的最大優(yōu)勢(shì)之一是我們能夠設(shè)計(jì)更復(fù)雜的幾何形狀，這意味著我們可以更加創(chuàng)新，并在產(chǎn)品中提高設(shè)計(jì)效率。例如，打印葉片的設(shè)計(jì)可以幫助更快地降低金屬溫度，這就意味著它們的運(yùn)行成本更低。”

快速按需制造


GE石油天然氣公司在其噴嘴生產(chǎn)線中

使用3D打印

快速按需制造可以縮短石油和天然氣部件的開發(fā)周期。這也有助于參與多個(gè)設(shè)計(jì)迭代，測(cè)試它們并最終確定最合適的設(shè)計(jì)?？焖侔葱柚圃煲灿兄诟鼡Q零件。許多組件都是小批量產(chǎn)品，并且是按訂單生產(chǎn)的。這類產(chǎn)品的制造成本相對(duì)較高。此外，這些產(chǎn)品的備件庫存甚至更昂貴，因?yàn)檫^時(shí)的威脅總是顯而易見。3D打印是解決石油和天然氣行業(yè)所有這些問題的完美解決方案。

3D打印在石油天然氣行業(yè)的優(yōu)勢(shì)

3D打印為石油天然氣行業(yè)帶來了一定的優(yōu)勢(shì)。這些好處將推動(dòng)行業(yè)的未來。

1降低成本

在不斷降低油價(jià)的壓力下，石油和天然氣公司正在向零部件制造商施壓，以降低制造成本并縮短交貨時(shí)間。在這種背景下，制造商尋求轉(zhuǎn)向增材制造，以幫助他們渡過難關(guān)。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)不同，增材制造會(huì)減少浪費(fèi)，并從頭開始構(gòu)建產(chǎn)品。

2高效的設(shè)計(jì)


GE工程師3D打印了一個(gè)新的燃料噴嘴(頂部)，使其能夠?qū)E HA級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的效率提高到今年秋季的64%。

由于增材制造具有相對(duì)容易地創(chuàng)建復(fù)雜形狀的能力，因此制造商現(xiàn)在正在尋找渦輪機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。這些新設(shè)計(jì)不僅生產(chǎn)成本低，而且在性能方面也很有效。隨著越來越多的制造商采用3D打印技術(shù)，這些組件將被設(shè)計(jì)用于增材制造，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

3更好的庫存管理

根據(jù)澳大利亞工程巨頭WorleyParsons咨詢部門Advisian的高級(jí)顧問約翰·博爾托的說法，“降低建造成本并不是唯一的驅(qū)動(dòng)因素。由于能夠在更短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出急需的零件，因此可以按需打印。對(duì)于具有過時(shí)零件的老化資產(chǎn)，運(yùn)營(yíng)商將能夠快速、輕松地打印符合其所需規(guī)格的替代品?！彼a(bǔ)充說，“實(shí)物庫存將變成虛擬庫存，因?yàn)楣究梢赃x擇在需要時(shí)打印零件，而不是保留庫存。因此，倉庫將變得更加精簡(jiǎn)，庫存管理將得到優(yōu)化并降低成本。

挑戰(zhàn)

只有當(dāng)公司能夠解決3D打印面臨的諸多挑戰(zhàn)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)。

1零件識(shí)別

重要的是要了解哪些部分真正會(huì)對(duì)組織產(chǎn)生利益，哪些部分不會(huì)。通過3D打印盲目地制造所有零件將導(dǎo)致生產(chǎn)過程的崩潰。因此，選擇性識(shí)別、生產(chǎn)及其效益分析對(duì)于成功整合3D打印技術(shù)至關(guān)重要。

2法律和監(jiān)管問題

將目前根據(jù)傳統(tǒng)制造技術(shù)設(shè)定的嚴(yán)格的性能和安全標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到3D打印技術(shù)將是困難的。這種轉(zhuǎn)變將很困難，并可能產(chǎn)生摩擦。

3知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IPR)

從一開始，3D打印就面臨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)的強(qiáng)大挑戰(zhàn)。汽車和航空航天等行業(yè)也面臨著這一挑戰(zhàn)，但仍未實(shí)現(xiàn)通用解決方案。石油和天然氣行業(yè)也將面臨這一挑戰(zhàn)。

獲得專業(yè)知識(shí)

作為一項(xiàng)正在經(jīng)歷快速研發(fā)周期的新技術(shù)，該場(chǎng)景每天都會(huì)翻開新的一頁。這為那些可能找不到理想知識(shí)合作伙伴幫助他們將技術(shù)融入他們的制造業(yè)的公司創(chuàng)造了一個(gè)進(jìn)入壁壘。正如John Bolto所說，“獲得專業(yè)知識(shí)將使制造商能夠加速他們的設(shè)計(jì)流程以及3D打印零件的創(chuàng)建和交付，包括閥門和泵殼?！?br />
未來趨勢(shì)

根據(jù)David Eyton的說法，“未來，海上石油工業(yè)的管道和其他部件可以在海上平臺(tái)上進(jìn)行3D打印。這些組件可以在需要時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)或附近快速生產(chǎn)，有助于減少設(shè)備過時(shí)的等待時(shí)間，而不需從制造商處重新采購。他補(bǔ)充說：“如果能夠在需要的地方生產(chǎn)，那么產(chǎn)品供應(yīng)鏈可能會(huì)發(fā)生變革?！彪S著世界關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，3D打印將變得更加重要。這些公司將張開雙臂擁抱這項(xiàng)技術(shù)，從而提高運(yùn)營(yíng)效率。這將是改變行業(yè)和世界的唯一途徑。