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(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，同時對零部件的機械性能要求很高。一些進口設(shè)備，備件采購時間很長、采購花費的成本很高。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)狀或者拓撲結(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?！币晃缓穗姽こ處熛虻谝回斀?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、標準體系建立等相關(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，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識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病。”原中國核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪在去年早些時候撰文表示，“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?！?/span>
1月14日，中國廣核集團(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，同時對零部件的機械性能要求很高。一些進口設(shè)備，備件采購時間很長、采購花費的成本很高。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)狀或者拓撲結(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?！币晃缓穗姽こ處熛虻谝回斀?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、標準體系建立等相關(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，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識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病。”原中國核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪在去年早些時候撰文表示，“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?！?/span>
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