在增材制造方面相对缺乏经验,这使得信任成为赢得这种方式制造的部件接受度的关键,Cohn继续说道:“如果对技术、材料、工艺和制造公司本身有信任,增材制造可以在包括石油和天然气在内的行业中更快地发展。乐动官网网址通过增材制造的认证和审计来保证,可以满足油气行业的一般需求,从而建立信任。”
虽然增材制造已经通过实验室和工匠车间的小型桌面打印机存在多年,但它仍然以工业化的3d打印形式“新兴”。相对缺乏明确的规则来指导这个市场的设计或定义质量,这意味着一些购买者寻求最便宜的增材制造选择,最终却得到了糟糕的质量,Cohn补充说:“选择一个同时拥有流程和质量可控的增材制造合作伙伴是很重要的。”
为石油和天然气行业认证增材制造
Protolabs EMEA选择DNV为Protolabs生产设施建立制造商资格认证计划。对于金属增材制造,Protolabs使用称为直接金属激光烧结(DMLS)的打印机技术,可以解决整个工业金属市场,并易于扩展以满足市场发展。
该认证计划包括金属原料铬镍铁合金718的制造过程认证。Inconel 718的制造商将其描述为一种高强度、耐腐蚀的镍铬,随着时间的推移而变硬,可以很容易地制造,甚至是复杂的零件,并在极冷和极热的温度限制下使用。
Cohn解释道:“油气行业对高温、高耐久性、耐腐蚀材料很感兴趣。我们自然看到了铬镍铁合金718的可能性,在一个不那么极端的温度范围内,不锈钢316L,我们也有。我们还认为,在条件不那么极端的石油和天然气领域,使用功能聚合物进行增材制造是有可能的,我们也为此做好了准备。”
他预计,增材制造技术在油气行业的早期应用将包括对原有模具不再存在的备件进行增材制造:“我认为,该行业还将更多地研究增材制造解决方案的设计,以提高效率,并为泵和阀门等部件创造更坚固的设计。”
为打印零件准备的金属粉末床(图片来源:Protolabs)
Protolabs与DNV的认证工作于2020年秋季开始,预计将于2021年第二季度初完成。作为该计划的基础,Protolabs已经获得了多项认证,如金属增材制造的ISO 13485认证。
Cohn评论道:“ISO 13485作为一个严格的质量管理体系,要求我们始终如一地满足客户和监管机构的要求,反映了我们对石油和天然气行业的质量承诺。“但对我们来说,与DNV一起经历这一过程非常重要,DNV在石油和天然气行业拥有很高的声誉。与DNV合作意味着油气行业将知道认证来之不易,它将经受住更深入的审查,我们已做好充分准备,用我们的技术支持行业发展。”
增材制造的效率和脱碳
Cohn认为,有了正确的认证,增材制造对石油和天然气行业的潜在好处几乎是不言而喻的,专注于成本效益和脱碳。“增材制造是在不同程度上提高效率的关键,可以积极影响我们社会的碳足迹。它提供了在一个过程中设计和制造整个部件的潜力,而不是创造必须组装在一起的元素,”他说。
这可以提高零部件的弹性、耐用性、功能性和紧凑性,他补充说:“如果这些好处与世界领先的质量和快速交货时间相结合,就可以在供应链和能源使用方面获得好处。”
一层一层地制造产品远比从一大块金属或塑料中取出材料少得多的资源浪费。大量的精力和精力都花在磨掉大约90%的块上,以得到最后的部分。
科恩说:“一旦信任到位,我认为石油和天然气供应链对增材制造的兴趣将迅速增长。”
由铬镍铁合金718金属粉末制成的零件准备进行精加工(图片来源:Protolabs)
抗击COVID-19的经验教训
作为对未来信心的标志,Protolabs将继续投资,以快速反应,并在需要时扩大规模,以满足包括石油和天然气在内的行业的需求。该公司正在提高整个欧洲的生产能力,包括在德国慕尼黑附近建造一个新的5000平方米的增材制造设施,预计2021年夏天完工。它在更先进的3d打印机方面的投资包括最近购买的通用电气的添加剂概念激光X线2000R和概念激光M2机器。这使得Protolabs的客户可以订购更大更复杂的3d打印部件。
该公司表示,它通常可以在24小时到最多48小时内从欧洲和美国的主要网站交付订购的零件。在2020年对抗COVID-19的斗争中,Protolabs迅速将部分产能转移到生产个人防护设备(PPE)和呼吸机,这表明了其增材制造能力的灵活性。科恩说:“这是正确的做法,但也让人们更广泛地认识到我们这个行业的能力。”
科恩总结说,这表明增材制造已经足够成熟,可以生产功能性终端部件,并且可以非常迅速地适应需求和工业环境的变化——比任何其他技术都要快。“在大流行中的个人防护装备和呼吸机的故事也证明,增材制造供应商需要控制其流程,并能够在尽可能短的交货时间内不断反复交付高质量部件。认证有助于向客户保证,他们可以从制造商那里获得这些品质。”
引用:
1.“BP确定了3D打印在石油和天然气中的‘转型’潜力”,T Vialva, 3dprintingindustry.com[在线],2019年1月2日
2.“3D打印:石油工业的一系列第一”,道达尔的D·赫斯特,浏览www.ep.total.com