自主設(shè)計(jì)快速高能中國(guó)石油首套增材制造試驗(yàn)研究平臺(tái)投運(yùn)

“聯(lián)機(jī)調(diào)試結(jié)束，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具備運(yùn)行條件?！?022 年3 月底，由工程材料研究院自主設(shè)計(jì)的中國(guó)石油首套增材制造試驗(yàn)研究平臺(tái)——電弧增材技術(shù)研究系統(tǒng)，在西安進(jìn)行首次聯(lián)機(jī)調(diào)試，并成功制造出變直徑變壁厚復(fù)雜連接鵝頸管等產(chǎn)品。這標(biāo)志著中國(guó)石油金屬材料增材技術(shù)研發(fā)已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

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(xué)性能可達(dá)到同等鍛件水平，特別適合大尺寸復(fù)雜構(gòu)件的快速、高性能生產(chǎn)。

2020 年，工程材料研究院憑借雄厚的科研實(shí)力，承擔(dān)了集團(tuán)公司科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目“電弧增材技術(shù)研究系統(tǒng)”的開(kāi)發(fā)任務(wù)。兩年多來(lái)，工程材料研究院加大創(chuàng)新力度，與相關(guān)專業(yè)公司密切合作，在國(guó)內(nèi)率先采用電弧增材技術(shù)打印出大口徑低溫厚壁三通、鉆井大鉤鉤體等重要產(chǎn)品，并探索掌握了設(shè)計(jì)方法、材料、工藝、質(zhì)量評(píng)價(jià)等全套制造流程，建成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電弧增材試驗(yàn)研究平臺(tái)。

據(jù)了解，增材制造試驗(yàn)研究平臺(tái)通過(guò)集成多種電弧熱源、采用機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床兩種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)合視覺(jué)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝參數(shù)、利用激光掃描快速修復(fù)缺陷部位、軟件內(nèi)置可二次開(kāi)發(fā)工藝庫(kù)等一系列創(chuàng)新技術(shù)，使產(chǎn)品成形精度、均勻度等大幅提高，并可進(jìn)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(chǎn)品質(zhì)量最大達(dá)20 噸，成形尺寸最大為2 米×2 米×1.8 米，生產(chǎn)效率最高達(dá)8 000 克/小時(shí)，為中國(guó)石油后續(xù)科研項(xiàng)目的開(kāi)展和增材產(chǎn)品的制造推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。