中國石油用3D打印技術，完成了一個大口徑厚壁三通

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電梯直達

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發表于 2022-11-25 14:00:37 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

下圖是工程材料研究院在中國石油首套增材制造試驗研究平臺上，采用電弧3D打印技術，設計完成的油氣管道工程用TE555低溫大口徑厚壁三通：

三通是油氣輸送管道工程中重要且用量較大的管件，其質量優劣以及承載能力的高低，直接影響整個管道的完整性和運行安全。

這是中國石油首套增材制造試驗研究平臺的工作原理和電弧3D打印過程示意：增材制造通常被稱為3D打印。按照熱源類型的不同，金屬材料的3D打印可分為激光增材、電子束增材、電弧增材等。其中，電弧增材制造采用金屬絲材作原料，成形效率和材料利用率高、成本低，力學性能可達到同等鍛件水平，特別適合大尺寸復雜構件的快速、高性能生產。該平臺使用電弧作為熱源熔化金屬絲材，特別適合制造大型金屬零部件。

據了解，增材制造試驗研究平臺通過集成多種電弧熱源、采用機器人和數控機床兩種運動系統、結合視覺控制系統動態調整工藝參數、利用激光掃描快速修復缺陷部位、軟件內置可二次開發工藝庫等一系列創新技術，使產品成形精度、均勻度等大幅提高，并可進行碳鋼、合金鋼、鋁合金、不銹鋼、鎳基合金等多種材料的增材制造，打印產品重量最大達20噸，成形尺寸最大為2米×2米×1.8米，生產效率最高達8000克/小時，為中國石油后續科研項目的開展和增材產品的制造推廣奠定了堅實基礎。

中國石油首套增材制造試驗研究平臺

利用這一重要成果，該團隊圍繞傳統熱拔工藝易造成三通不同部位組織和性能差異、存在脆性失穩開裂風險等問題，開展產品建模、個性化設計、智能制造等核心技術攻關，成功開發并3D打印出適用于零下60攝氏度和零下45攝氏度，兩種低溫厚壁大口徑三通產品。經國家石油管材質量檢驗檢測中心檢驗，質量符合設計標準要求。

據了解，低溫厚壁三通直徑為1219毫米，重量達到4970千克，主、支管厚度67毫米且均勻一致，肩部圓角補強厚度164毫米。整個打印過程安全高效，大幅減少了傳統制造方式的工序流程，提高了自動化程度和材料利用率，并可根據現場應用環境及性能要求，快速靈活調整產品結構、尺寸和材料成分，具有質量穩定，各部位性能差異小，無厚度效應和方向性等諸多優點。