I  殼牌

      2022年，殼牌和 LRQA（前身為勞氏船級社）已根據(jù)歐洲壓力設(shè)備指令 (PED) 對3D打印壓力容器進行了認證。這是 4 年合作的成果，殼牌是歐洲第一家能源領(lǐng)域就內(nèi)部 3D 打印零件獲得第三方權(quán)威機構(gòu) CE 認證的公司，LRQA 將3D打印容器歸類為 PED III 類。

3D科學(xué)谷了解到該容器是通過殼牌阿姆斯特丹能源轉(zhuǎn)型園區(qū)的粉末床熔化增材制造設(shè)備制造的，設(shè)計用于高達 220 bar的壓力。該認證是能源行業(yè)的一個重要里程碑，因為迄今為止，還沒有專門針對 3D 打印壓力容器的立法或全球標準，缺乏法規(guī)意味著通常不允許使用 3D 打印壓力設(shè)備。殼牌通過3D打印壓力容器來收集研究數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有助于提高該行業(yè)對增材制造的信任，這使得壓力容器的庫存可以變?yōu)閿?shù)字化，作為一種“及時”采購備件的技術(shù)解決方案，而不是通過多年儲存實物備件。

© 殼牌

殼牌與相關(guān)技術(shù)專家還一起運行多個其他零件的增材制造項目，以獲取 3D 打印各種應(yīng)用的知識，從備件管理到快速原型制作和測試新穎設(shè)計。壓力容器的鑒定工作提供了寶貴的數(shù)據(jù)點和見解，以支持與標準機構(gòu)的討論，以擴大更多增材制造的零件的使用。

根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，殼牌將繼續(xù)成為能源領(lǐng)域增材制造研發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，殼牌通過與全球多個合作伙伴合作，以發(fā)展自己的能力和 3D 打印在能源領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。殼牌現(xiàn)在擁有的知識還可以幫助其合作伙伴認證他們的3D打印零部件以進行商業(yè)化。

在過去的幾年里，殼牌通過能源領(lǐng)域的一些全球增材制造項目繼續(xù)增加對 3D 打印和數(shù)字零件管理的依賴。例如，殼牌利用3D打印技術(shù)顯著降低了尼日利亞周邊海上業(yè)務(wù)的成本，并與能源公司貝克休斯合作開發(fā)按需 3D打印葉輪，可將交貨時間縮短多達 75%。

最近，根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，殼牌與制造服務(wù)提供商 3D Metalforge 合作，為其海上設(shè)施之一提供 3D 打印的熱交換器零件。這種熱交換器零件含有專用微型管道的設(shè)計，有助于殼牌通過降低零件故障的可能性來最大限度地減少其設(shè)備停機時間。

而殼牌的內(nèi)部3D 打印能力建設(shè)則始于 2011 年，當時使用金屬激光打印機制造獨特的測試設(shè)備，如今，殼牌在其位于阿姆斯特丹和班加羅爾的技術(shù)中心擁有大約 15 臺塑料、陶瓷和金屬打印機。

© 殼牌

殼牌的 3D 打印策略不是自己制造零件。相反，旨在與殼牌的技術(shù)權(quán)威、原始設(shè)備制造商和當?shù)睾献骰锇楹献鳎�開發(fā)一個數(shù)字倉庫，存儲在需要時3D打印組件所需的所有信息。由當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)支持的數(shù)字倉庫將真正縮短交貨時間、更加負責(zé)任地使用資源，并為殼牌運營所在的當?shù)厣鐓^(qū)帶來進步。

在制造現(xiàn)場，使用 3D 打印服務(wù)可減少庫存組件的需要。團隊只需打印所需的替換件，既節(jié)省時間又節(jié)省金錢。例如，在荷蘭的 Pernis 煉油廠，殼牌正在測試使用 3D 打印為生產(chǎn)關(guān)鍵的 7 級離心泵生產(chǎn)葉輪，這是用于關(guān)鍵服務(wù)多級泵組件的同類增材制造應(yīng)用中的第一個零件。

該項目是與Baker Hughes-貝克休斯密切合作進行的，貝克休斯將打印該零件。該試點項目——如果成功——將意味著煉油廠可以“及時”供應(yīng) 3D 打印泵葉輪，而不是儲存多年的備件。據(jù)估計，與使用傳統(tǒng)制造工藝相比，3D 打印這些生產(chǎn)關(guān)鍵部件的供應(yīng)時間減少了 75%。

此外，2021 年 11 月 2 日，3D Metalforge（ASX：3MF）宣布成功將增材制造的換熱器部件交付給殼牌裕廊島的化工基地。殼牌裕廊島工程師選擇使用 3D Metalforge 的增材制造 (AM) 技術(shù)和工藝來加快制造換熱器管組件所需的交貨時間。

© 殼牌

熱交換器是用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定工藝要求的裝置，是對流傳熱及熱傳導(dǎo)的一種工業(yè)應(yīng)用。熱交換器不僅能提高設(shè)備運行效率、延長設(shè)備使用壽命、還能提高能源利用率、保障設(shè)備的安全，因此廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子設(shè)備、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。

在這個案例中，3D Metalforge在打印和測試之前為零件創(chuàng)建數(shù)字文件。熱交換器組件在創(chuàng)紀錄的兩周內(nèi)成功安裝并完成，3D打印的熱交換器部件縮短了交貨時間。實現(xiàn)了更快、更經(jīng)濟高效地交付關(guān)鍵備件的方法，以幫助殼牌這樣的公司減少設(shè)備停機時間。

© 3D科學(xué)谷白皮書

殼牌在3D打印領(lǐng)域積累了豐富的制造經(jīng)驗，尤其是液壓零件、熱交換器零件等高附加值零件的增材制造，關(guān)于3D打印在液壓零件、熱交換器方面的應(yīng)用.

I 更多

在一個案例中， IMI Critical 現(xiàn)已交付了最高關(guān)鍵性增材制造規(guī)范級別 3 (AMSL 3)，即用于現(xiàn)場服務(wù)的首件組件構(gòu)建零件，還符合 API20S 草案要求，是在由合約制造商 Knust-Godwin 運營的 VELO3D Sapphire AM 系統(tǒng)上打印的。

© IMI Critical

       AM增材制造系統(tǒng)制造商VELO3D 為 IMI Critical 提供所需水平的先進 AM 技術(shù)。與同時也是 API 委員會成員的主要油氣運營商合作，VELO3D的該解決方案包括自動預(yù)構(gòu)建系統(tǒng)校準和端到端構(gòu)建質(zhì)量監(jiān)控和報告——這些功能提供的數(shù)據(jù)類型正是 API20S 的許多目標所基于的數(shù)據(jù)類型。該聯(lián)合項目的長期目標是建立一個現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)綱要，以支持 AM 生產(chǎn)部件認證的路徑，以及未來建立更精確的材料特性和測試方法規(guī)范。

對于團隊項目，O&G 操作員選擇了一個常用的節(jié)流閥籠。該部件制造時帶有用于端口的簡單槽孔，由于高壓降操作中的修邊腐蝕，這些槽孔可能會出現(xiàn)振動和損壞問題。

從創(chuàng)建這個部件到今天，流量控制行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。一項創(chuàng)新是 IMI Critical 的技術(shù)改進 DRAG®，DRAG®由一系列離散的多級流路組成，可以更好地控制流體速度并防止振動和修剪侵蝕問題。多年來一直生產(chǎn)金屬 AM 部件的 IMI Critical 看到了一個商機，不僅可以“按需”更換部件，還可以通過 DRAG 提高其性能。

不僅僅是以上這些案例，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，石油天然氣領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)的采用步伐正在加快，其中Howco公司2020年還購買全新的SLM Solutions的SLM®500選區(qū)激光熔化設(shè)備。Howco公司是全球領(lǐng)先的石油、天然氣行業(yè)原材料分銷商，這臺增材制造設(shè)備將用于Howco公司新建于得克薩斯州休斯頓的增材制造工廠。

而國際質(zhì)量保證和風(fēng)險管理公司DNVGL還在新加坡推出全球增材制造中心，致力于石油天然氣，海洋和海洋（O＆M）領(lǐng)域3D打印技術(shù)的研發(fā)。

DNVGL通過新加坡的增材制造中心，通過3D打印硬件，工藝，材料和3D打印部件認證的技術(shù)標準和指導(dǎo)方針，加速O＆M行業(yè)中3D打印的應(yīng)用。

 3D打印-更耐腐蝕的材料技術(shù)

I  ODS合金

2022年，歐洲地平線 HORIZON 2020發(fā)起topAM 項目，支持開發(fā)3D打印ODS氧化物彌散強化合金。ODS合金是基于馬氏體鋼和鐵素體鋼的基礎(chǔ)上形成的材料，由于本身的晶體結(jié)構(gòu)，體立方中心的鋼基體可以形成具有彌散的柯氏氣體團，形成超穩(wěn)定的強化態(tài)，具有抗高溫蠕變的特性。

在這個項目中，亞琛工業(yè)大學(xué)通過微觀結(jié)構(gòu)演化模擬軟件進行的有限元法 (FEM) 模擬顯示，在項目中考慮的基礎(chǔ)合金中加入氧化物后，在改善微觀結(jié)構(gòu)方面取得了可喜的成果，項目期待著第一個機械和腐蝕測試結(jié)果。

© 3D科學(xué)谷白皮書

歐盟資助的 topAM 項目的目標是開發(fā)新的工藝路線，用于制造氧化物彌散強化合金，該合金由金屬基體（FeCrAl、Ni 和 NiCu）組成，其中散布著小的氧化物顆粒。這些合金將作為3D打印增材制造的粉末生產(chǎn)，并為加工工業(yè)提供競爭優(yōu)勢。

topAM 項目將降低ODS成本、提高能源效率和卓越的性能，同時顯著延長使用壽命。該項目由在與該提案相關(guān)的領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位的用戶、材料供應(yīng)商和研究機構(gòu)組成，這保證了 topAM 的高效、高水平、面向應(yīng)用的執(zhí)行。工業(yè)項目合作伙伴，尤其是中小企業(yè)，將因其在材料加工價值鏈中的戰(zhàn)略地位而獲得更高的競爭力，例如粉末生產(chǎn)，以與集成計算材料工程 ICME 的獨特結(jié)合，鞏固歐洲在 AM 增材制造這一新興技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

I 超級雙相合金

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場了解，就為承受苛刻加工環(huán)境提供解決方案而言，有一個無可爭辯的重要材料家族叫山特維克集團。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，山特維克Osprey® 2507 為增材制造提供了面向生產(chǎn)的優(yōu)化，這是一種超級雙相合金，具有出色的耐腐蝕性和出色的機械強度。

 © Sandvik

根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，憑借領(lǐng)先的材料技術(shù)，山特維克已經(jīng)推出了一種“重新發(fā)明的葉輪”——一種更輕、更快、更高效的海上必需品，這是與能源巨頭 Equinor 和挪威尤里卡泵公司合作開發(fā)的。現(xiàn)在，各種海洋領(lǐng)域的項目——其中超級雙相不銹鋼是首選材料——超級雙相不銹鋼和 3D 打印的顛覆性組合正在改變和重塑高端零件的制造方式與性能。

I 國內(nèi)-鎳鈷合金粉體材料

      2021年金昌市與金川集團共同招商引資，引進了甘肅金澤川增材制造有限公司1.5萬平方米鎳鈷合金粉體材料增材制造項目，這是甘肅省引進的第一個增材制造項目，建成后，將成為甘肅省最大的增材制造項目。在位于金昌經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的金川民營經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園，甘肅金澤川增材制造項目一期廠房主體已經(jīng)完工，正在進行內(nèi)部的裝飾，預(yù)計2022年6月竣工，年底正式投產(chǎn)。甘肅金澤川1.5萬平方米鎳鈷合金粉體材料增材制造項目，是利用金川的鎳鈷資源優(yōu)勢，生產(chǎn)以鎳基、鈷基、鐵基、非晶態(tài)、納米氧化鋯等3D打印系列生產(chǎn)制造增材耐磨產(chǎn)品，應(yīng)用激光噴涂、等離子熔覆、超音速噴涂等技術(shù)增加設(shè)備的使用壽命，及易損件的修復(fù)。生產(chǎn)的增材產(chǎn)品具有強度高、耐腐蝕、耐沖擊等特性，非常適合在金川礦山使用，對目前使用的常規(guī)材料具有很強的替代性。

       不僅僅是3D打印材料技術(shù)在發(fā)生深刻的變革，3D打印設(shè)備技術(shù)一方面更加多樣化，另一方面更加高效、打印過程與質(zhì)量可控 。

 3D打印-更便捷的數(shù)據(jù)技術(shù)

         德國ACAM亞琛增材制造中心對增材制造在多功能材料方面的愿景為無限組合的材料與技術(shù)，而最終的目標是點擊即生產(chǎn)。ACAM亞琛增材制造中心定義達到這個愿景的進階過程包括5個梯度，當前的世界范圍內(nèi)的發(fā)展大多還處在Level 0的水平，Level 0為功能化增材制造過程，Level 1為可預(yù)測的增材制造過程，Level 2為自動化的增材制造過程，Level 3為全自動化的增材制造包括前處理與后處理，Level 4為集成化的全自動化不同制造工藝的組合。當前金屬增材制造下游加工步驟尚未實現(xiàn)自動化，部分原因是要制造的零件的幾何形狀不同，對自動化帶來了極大的挑戰(zhàn), 推動3D打印規(guī)模化，亞琛工業(yè)大學(xué)DAP數(shù)字增材制造學(xué)院最新的研究結(jié)果之一是通過開放虛擬化格式（OVF）解決增材制造過程數(shù)據(jù)過大的痛點。

        簡化數(shù)據(jù)量，同時增加激光粉末床熔化 (LPBF) 3D打印工藝的制造數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小：這是亞琛工業(yè)大學(xué)激光技術(shù)和數(shù)字增材生產(chǎn) DAP 學(xué)院的科學(xué)家們與與弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所Fraunhofer ILT共同努力的結(jié)果。OVF被稱為開放矢量格式，除了顯著減少數(shù)據(jù)量外，還實現(xiàn)了零件設(shè)計的數(shù)據(jù)到生產(chǎn)工廠的高效傳輸。

        目前OVF 在3個項目中獲得了驗證，包括亞琛工業(yè)大學(xué)DAP學(xué)院參與的“汽車系列工藝增材制造的工業(yè)化和數(shù)字化”項目（ IDAM）；中國科技部和德國教育和研究部資助的“受保護云環(huán)境中的工業(yè) 3D 打印切片”項目 (ProCloud3D)；德國研究基金會 DFG 資助的“生產(chǎn)互聯(lián)網(wǎng)” (IoP) 卓越集群項目。

(責(zé)任編輯：admin)

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