自主設計快速高能中國石油首套增材制造試驗研究平臺投運

“聯(lián)機調試結束，產品質量穩(wěn)定，具備運行條件。”2022 年3 月底，由工程材料研究院自主設計的中國石油首套增材制造試驗研究平臺——電弧增材技術研究系統(tǒng)，在西安進行首次聯(lián)機調試，并成功制造出變直徑變壁厚復雜連接鵝頸管等產品。這標志著中國石油金屬材料增材技術研發(fā)已取得實質性進展。

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。

2020 年，工程材料研究院憑借雄厚的科研實力，承擔了集團公司科技基礎條件平臺建設項目“電弧增材技術研究系統(tǒng)”的開發(fā)任務。兩年多來，工程材料研究院加大創(chuàng)新力度，與相關專業(yè)公司密切合作，在國內率先采用電弧增材技術打印出大口徑低溫厚壁三通、鉆井大鉤鉤體等重要產品，并探索掌握了設計方法、材料、工藝、質量評價等全套制造流程，建成了具有自主知識產權的電弧增材試驗研究平臺。

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(tǒng)、結合視覺控制系統(tǒng)動態(tài)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(fā)工藝庫等一系列創(chuàng)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，打印產品質量最大達20 噸，成形尺寸最大為2 米×2 米×1.8 米，生產效率最高達8 000 克/小時，為中國石油后續(xù)科研項目的開展和增材產品的制造推廣奠定了堅實基礎。