增材制造或3D打印現在越來越多地用于汽車、航空和工具行業。隨著接受程度的加深，我們也看到了對石油和天然氣行業的積極滲透。據報道，一些預測估計，到2025年，石油和天然氣行業的3D打印將達到15億美元。
3D打印預示著各個領域的許多應用的變革性革命。其增長的主要原因是它能夠加快新產品開發的步伐。它還具有生產以前不可能的復雜形狀和快速按需制造的能力。
加快新產品開發步伐
西門子3D打印燃氣輪機葉片
加快新產品開發是3D打印的關鍵優勢之一，這使其成為當今最受歡迎的制造技術之一。專家認為，通過在石油和天然氣行業中使用3D打印，石油和天然氣開采將更有效，速度更快和成本效益更顯著。這必然會影響各個國家經濟的各個方面。
談到3D打印對石油行業的影響，英國石油技術負責人David Eyton在接受采訪時表示：“3D打印機非常適合制作定制的設備。我們的反應堆的內部設備就是非常定制的。我們現在可以做任何事情。這些組件可以在需要時在現場或附近快速生產，有助于減少設備的等待時間——一直等到更換部件可以從制造商處采購為止——這太耗時了。
生成復雜形狀的能力
石油和天然氣行業有嚴格的環境安全規范。這促使公司不斷創新其產品設計，這些產品設計更高效，更具成本效益，同時又符合環保要求。所有這些參數都很難實現，但增材制造可以達到完美的平衡。
3D打印能夠輕松生成復雜的形狀。它還可以對包含多個零件的復雜裝配進行逆向工程并將其轉換為單個組裝產品，從而減少現場的裝配時間。
因此，不是通過螺栓連接，焊接等組裝多個部件，所有這些接頭可以組合并構建成單個產品。這提高了系統的整體效率。
西門子AM設計經理Jenny Nilsson表示：“使用3D打印的最大優勢之一是我們能夠設計更復雜的幾何形狀，這意味著我們可以更加創新，并在產品中提高設計效率。例如，打印葉片的設計可以幫助更快地降低金屬溫度，這就意味著它們的運行成本更低。”
快速按需制造
GE石油天然氣公司在其噴嘴生產線中使用3D打印
快速按需制造可以縮短石油和天然氣部件的開發周期。這也有助于參與多個設計迭代，測試它們并最終確定最合適的設計。
快速按需制造也有助于更換零件。許多組件都是小批量產品，并且是按訂單生產的。這類產品的制造成本相對較高。此外，這些產品的備件庫存甚至更昂貴，因為過時的威脅總是顯而易見。3D打印是解決石油和天然氣行業所有這些問題的完美解決方案。
3D打印在石油天然氣行業的優勢
3D打印為石油天然氣行業帶來了一定的優勢。這些好處將推動行業的未來。
1、降低成本
在不斷降低油價的壓力下，石油和天然氣公司正在向零部件制造商施壓，以降低制造成本并縮短交貨時間。在這種背景下，制造商尋求轉向增材制造，以幫助他們渡過難關。與傳統的制造技術不同，增材制造會減少浪費，并從頭開始構建產品。
2、高效的設計
GE工程師3D打印了一個新的燃料噴嘴（頂部），使其能夠將GE HA級燃氣輪機的效率提高到今年秋季的64％
由于增材制造具有相對容易地創建復雜形狀的能力，因此制造商現在正在尋找渦輪機設計創新。這些新設計不僅生產成本低，而且在性能方面也很有效。
隨著越來越多的制造商采用3D打印技術，這些組件將被設計用于增材制造，從而提高系統的整體效率。
3、更好的庫存管理
根據澳大利亞工程巨頭WorleyParsons咨詢部門Advisian的高級顧問約翰·博爾托的說法，“降低建造成本并不是唯一的驅動因素。由于能夠在更短的時間內生產出急需的零件，因此可以按需打印。對于具有過時零件的老化資產，運營商將能夠快速、輕松地打印符合其所需規格的替代品。”
他補充說，“實物庫存將變成虛擬庫存，因為公司可以選擇在需要時打印零件，而不是保留庫存。因此，倉庫將變得更加精簡，庫存管理將得到優化并降低成本。
挑戰
只有當公司能夠解決3D打印面臨的諸多挑戰時，才能實現3D打印技術的明顯優勢。
1、零件識別
重要的是要了解哪些部分真正會對組織產生利益，哪些部分不會。通過3D打印盲目地制造所有零件將導致生產過程的崩潰。因此，選擇性識別、生產及其效益分析對于成功整合3D打印技術至關重要。
2、法律和監管問題
將目前根據傳統制造技術設定的嚴格的性能和安全標準轉移到3D打印技術將是困難的。這種轉變將很困難，并可能產生摩擦。
3、知識產權（IPR）
從一開始，3D打印就面臨著知識產權的強大挑戰。汽車和航空航天等行業也面臨著這一挑戰，但仍未實現通用解決方案。石油和天然氣行業也將面臨這一挑戰。
獲得專業知識
作為一項正在經歷快速研發周期的新技術，該場景每天都會翻開新的一頁。這為那些可能找不到理想知識合作伙伴幫助他們將技術融入他們的制造業的公司創造了一個進入壁壘。
正如John Bolto所說，“獲得專業知識將使制造商能夠加速他們的設計流程以及3D打印零件的創建和交付，包括閥門和泵殼。”
未來趨勢
根據David Eyton的說法，“未來，海上石油工業的管道和其他部件可以在海上平臺上進行3D打印。這些組件可以在需要時在現場或附近快速生產，有助于減少設備過時的等待時間，而不需從制造商處重新采購。
他補充說：“如果能夠在需要的地方生產，那么產品供應鏈可能會發生變革。”
隨著世界關注可持續發展，3D打印將變得更加重要。這些公司將張開雙臂擁抱這項技術，從而提高運營效率。這將是改變行業和世界的唯一途徑。
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