一、什么是3D打印技術(shù)?

　　3D打印技術(shù)亦被稱為“增量制造”(Additive Manufacturing)，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?

　　中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長(zhǎng)羅軍表示，2014年全球3D打印的產(chǎn)值是300億元(人民幣，下同)，今年將突破500億元。他預(yù)計(jì)到2020年，全球3D打印的產(chǎn)值有望突破1500億元。

　　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，美國占全球的38%，中國繼日本和德國之后，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。石油化工行業(yè)既能生產(chǎn)合成樹脂、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石油提煉的。3D打印所用的原材料都是專門針對(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原材料主要包括工程塑料、光敏樹脂等。

　　從應(yīng)用來看，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)境所帶來的種種挑戰(zhàn)。

　　四、都有哪些材料可以用于3D打印?

　　工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一類3D打印材料，常見的有ABS、PC、尼龍類材料等。近年來歐美及國內(nèi)公司已研發(fā)應(yīng)用了各種類型的材料：如以色列Objet公司開發(fā)的類ABS樹脂材料及名為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)代公司通過和國內(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;蘭州化物所通過在3D打印樹脂中加入引發(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)來生產(chǎn)可將石油抽到地面的電子潛水泵。

　　美國石油服務(wù)企業(yè)哈利伯頓公司也已開始利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)石油鉆探所需的零部件。美國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。

　　國際石化公司也看到了3D打印材料市場(chǎng)帶來的巨大商機(jī)，紛紛介入3D打印行業(yè)：

　　全球化工巨頭杜邦公司與知名線材制造商taulman3D共同開發(fā)出了一款全新的3D打印線材T-Lyne。據(jù)稱這款材料非常耐用、有彈性、如水晶般清澈，可打印到任何表面上，堪稱創(chuàng)客們夢(mèng)寐以求的3D打印利器。

　　韓國LG公司與世界第二大3D打印公司Stratasys協(xié)商供應(yīng)高附加合成樹脂ABS。

　　巴斯夫成立了全球3D打印研發(fā)部門，目前與湖南華曙高科簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，聯(lián)合開發(fā)世界上最新型SLS打印設(shè)備及材料，并計(jì)劃在中國建立3D打印材料制造基地。

　　法國化工巨頭阿科瑪將3D打印材料作為公司的六大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域之一，并發(fā)布了一系列3D打印材料，特別是最新的PEKK等級(jí)材料。同時(shí)，阿科瑪宣布將投入更多的研發(fā)資源，以開發(fā)新的3D打印材料和解決方案。

　　伊士曼化工與3D打印線材生產(chǎn)商taulman3D、3D打印機(jī)廠商AlephObjects合作，推出了一款全新的線材產(chǎn)品。這兩家公司分別在3D打印硬件和耗材領(lǐng)域處于領(lǐng)先的地位，通過與他們的合作，能夠使伊士曼3D聚合物獲得更為廣泛的受眾。

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　　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)。