3D打印在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和汽車領(lǐng)域已不是什么新鮮事了，但在核電、航空、航天等重大領(lǐng)域并不多見。隨著技術(shù)的不斷突破，3D打印未來將在這些行業(yè)得到更廣泛的使用。
1月14日，中國廣核集團(tuán)(下稱“中廣核”)在深圳召開2019年度新聞發(fā)布會，并透露該公司旗下核電運(yùn)營技術(shù)平臺——蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路。蘇州熱工研究院新聞發(fā)言人朱成虎向第一財經(jīng)等媒體記者表示，3D打印高頻超聲檢測技術(shù)及裝備，將在航空、航天、核電等領(lǐng)域40余個典型部件開展示范應(yīng)用，項目的完成將形成3D打印超聲檢測系列關(guān)鍵核心技術(shù)，為推動中國3D打印的自主、快速發(fā)展提供重要的支撐。
3D打印，也就是金屬增材制造，它其實是快速成型技術(shù)的一種，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。目前，中國已將3D打印列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)，而美國《時代》周刊將之列為“美國十大增長最快的工業(yè)”之一。
3D打印一般是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的，在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后來也逐漸用于一些行業(yè)產(chǎn)品的直接制造，目前已經(jīng)有使用3D技術(shù)打印而成的零部件。
核電行業(yè)的一些專業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、使用環(huán)境相對苛刻，同時對零部件的機(jī)械性能要求很高。一些進(jìn)口設(shè)備，備件采購時間很長、采購花費(fèi)的成本很高。如今3D打印技術(shù)具備可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化凈成形、制造時間短、原材料利用率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良等優(yōu)勢。
蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路，可實現(xiàn)將部件整體無法檢測轉(zhuǎn)化成了3D打印中的每層或者多層的有效檢測，從不好檢或者不能檢轉(zhuǎn)化成了易于檢和有效檢，實現(xiàn)了“打印-檢測”一體化，可極大提升3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量。
關(guān)于“每層或者多層的有效檢測”，蘇州熱工研究院相關(guān)負(fù)責(zé)專家向第一財經(jīng)記者解釋：“如果3D打印可以類比用磚砌墻，當(dāng)我每砌一層或者每砌兩層或者三層時，就檢查一下砌的質(zhì)量，從而可以及時發(fā)地砌得好不好。如果砌得不好，我就能即刻糾正。需要3D打印的都是一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如網(wǎng)狀或者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這比砌墻更復(fù)雜，更需要分層檢測?！?/span>
第一財經(jīng)記者從中廣核獲悉，2016年，該公司“金屬3D打印應(yīng)用于核電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究”取得階段性成果，課題組利用選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)成功制造出核電站復(fù)雜流道儀表閥閥體，該部件的工程應(yīng)用將實現(xiàn)金屬3D打印制造部件在核電領(lǐng)域應(yīng)用“零”的突破。
本次試制的閥體長140毫米，寬76毫米，高56毫米。該項目采用SLM技術(shù)，利用激光逐層掃描固化金屬粉末，逐步堆疊出閥體外形及復(fù)雜的內(nèi)部流道，一次成型，節(jié)省了材料并提高了部件穩(wěn)定性，相比傳統(tǒng)工藝可縮短制造周期，并可滿足小批量快速生產(chǎn)，降低成本等的要求。
“相比于傳統(tǒng)設(shè)計制造技術(shù)對核電裝備由大到小的加工，3D打印技術(shù)則是反過來，從粉末開始加工。”一位核電工程師向第一財經(jīng)記者分析說，這使得核電裝備質(zhì)量變得更加可靠。
第一財經(jīng)記者從中廣核獲悉，上述閥體的成功試制，將為中廣核后續(xù)建立核電金屬3D打印聯(lián)合研發(fā)中心奠定基礎(chǔ)。后續(xù)中廣核將繼續(xù)開展3D打印設(shè)計優(yōu)化、零件修復(fù)、材料與工藝研制、標(biāo)準(zhǔn)體系建立等相關(guān)的研究。
值得關(guān)注的是，中廣核此前對外發(fā)布，采用金屬3D打印技術(shù)研發(fā)制造出的壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)制冷機(jī)端蓋，已經(jīng)在大亞灣核電站實現(xiàn)工程示范應(yīng)用。
除了中廣核之外，同為核電三大巨頭的中核集團(tuán)，其自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)的小型核反應(yīng)堆壓力容器3D打印試件，也已經(jīng)通過了包括國家能源局中國核電發(fā)展中心、國核工程有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京鋼鐵研究總院等單位13位專家的科研成果鑒定。
“但有一點必須要清醒認(rèn)識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病?！痹袊私ㄖ泻巳剂显邢薰究萍疾恐魅喂こ處熈午髟谌ツ暝缧r候撰文表示，“它只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合， 才有更大生存空間。”
1月14日，中國廣核集團(tuán)(下稱“中廣核”)在深圳召開2019年度新聞發(fā)布會，并透露該公司旗下核電運(yùn)營技術(shù)平臺——蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路。蘇州熱工研究院新聞發(fā)言人朱成虎向第一財經(jīng)等媒體記者表示，3D打印高頻超聲檢測技術(shù)及裝備，將在航空、航天、核電等領(lǐng)域40余個典型部件開展示范應(yīng)用，項目的完成將形成3D打印超聲檢測系列關(guān)鍵核心技術(shù)，為推動中國3D打印的自主、快速發(fā)展提供重要的支撐。
3D打印，也就是金屬增材制造，它其實是快速成型技術(shù)的一種，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。目前，中國已將3D打印列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)，而美國《時代》周刊將之列為“美國十大增長最快的工業(yè)”之一。
3D打印一般是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的，在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后來也逐漸用于一些行業(yè)產(chǎn)品的直接制造，目前已經(jīng)有使用3D技術(shù)打印而成的零部件。
核電行業(yè)的一些專業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、使用環(huán)境相對苛刻，同時對零部件的機(jī)械性能要求很高。一些進(jìn)口設(shè)備，備件采購時間很長、采購花費(fèi)的成本很高。如今3D打印技術(shù)具備可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化凈成形、制造時間短、原材料利用率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良等優(yōu)勢。
蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路，可實現(xiàn)將部件整體無法檢測轉(zhuǎn)化成了3D打印中的每層或者多層的有效檢測，從不好檢或者不能檢轉(zhuǎn)化成了易于檢和有效檢，實現(xiàn)了“打印-檢測”一體化，可極大提升3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量。
關(guān)于“每層或者多層的有效檢測”，蘇州熱工研究院相關(guān)負(fù)責(zé)專家向第一財經(jīng)記者解釋：“如果3D打印可以類比用磚砌墻，當(dāng)我每砌一層或者每砌兩層或者三層時，就檢查一下砌的質(zhì)量，從而可以及時發(fā)地砌得好不好。如果砌得不好，我就能即刻糾正。需要3D打印的都是一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如網(wǎng)狀或者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這比砌墻更復(fù)雜，更需要分層檢測?！?/span>
第一財經(jīng)記者從中廣核獲悉，2016年，該公司“金屬3D打印應(yīng)用于核電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究”取得階段性成果，課題組利用選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)成功制造出核電站復(fù)雜流道儀表閥閥體，該部件的工程應(yīng)用將實現(xiàn)金屬3D打印制造部件在核電領(lǐng)域應(yīng)用“零”的突破。
本次試制的閥體長140毫米，寬76毫米，高56毫米。該項目采用SLM技術(shù)，利用激光逐層掃描固化金屬粉末，逐步堆疊出閥體外形及復(fù)雜的內(nèi)部流道，一次成型，節(jié)省了材料并提高了部件穩(wěn)定性，相比傳統(tǒng)工藝可縮短制造周期，并可滿足小批量快速生產(chǎn)，降低成本等的要求。
“相比于傳統(tǒng)設(shè)計制造技術(shù)對核電裝備由大到小的加工，3D打印技術(shù)則是反過來，從粉末開始加工。”一位核電工程師向第一財經(jīng)記者分析說，這使得核電裝備質(zhì)量變得更加可靠。
第一財經(jīng)記者從中廣核獲悉，上述閥體的成功試制，將為中廣核后續(xù)建立核電金屬3D打印聯(lián)合研發(fā)中心奠定基礎(chǔ)。后續(xù)中廣核將繼續(xù)開展3D打印設(shè)計優(yōu)化、零件修復(fù)、材料與工藝研制、標(biāo)準(zhǔn)體系建立等相關(guān)的研究。
值得關(guān)注的是，中廣核此前對外發(fā)布，采用金屬3D打印技術(shù)研發(fā)制造出的壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)制冷機(jī)端蓋，已經(jīng)在大亞灣核電站實現(xiàn)工程示范應(yīng)用。
除了中廣核之外，同為核電三大巨頭的中核集團(tuán)，其自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)的小型核反應(yīng)堆壓力容器3D打印試件，也已經(jīng)通過了包括國家能源局中國核電發(fā)展中心、國核工程有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京鋼鐵研究總院等單位13位專家的科研成果鑒定。
“但有一點必須要清醒認(rèn)識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病?！痹袊私ㄖ泻巳剂显邢薰究萍疾恐魅喂こ處熈午髟谌ツ暝缧r候撰文表示，“它只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合， 才有更大生存空間。”
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