3D打印技術亦被稱為(wei) “增量製造”（AdditiveManufacturing），是在現代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料等技術的基礎上集成發展起來的一項數字化製造技術，其采用“分層製造，逐層疊加”的原理直接將設計模型轉化為(wei) 三維實體(ti) ，由傳(chuan) 統製造的“去除法”轉變為(wei) “增長法”，使產(chan) 品設計、製造的周期大大縮短，產(chan) 品開發的成本大大降低，由於(yu) 具有廣泛的應用市場而受到市場關(guan) 注。工程塑料是當前應用最廣泛的一類3D打印材料，石化行業(ye) 由於(yu) 兼具3D打印供需方的角色，是推動3D打印業(ye) 發展的主要支柱。

　　3D打印技術是根據所設計的3D模型，通過3D打印設備逐層增加材料來製造三維產(chan) 品的技術。美國《時代》周刊將3D打印列為(wei) “美國十大增長最快的工業(ye) ”，英國《經濟學人》雜誌則認為(wei) 它將“與(yu) 其他數字化生產(chan) 模式一起推動實現‘第三次工業(ye) 革命’”。

　　美國關(guan) 於(yu) 3D打印的Wohler報告顯示，2013年全球3D打印產(chan) 品和服務市場產(chan) 值達30.7億(yi) 美元，比上年增長34.9％。在3D打印應用方麵，消費商品和電子領域仍占主導地位，航空器製造和醫學應用是過去幾年增長最快的應用領域。在設備擁有量上，美國占全球的38％，中國繼日本和德國之後，以約9％的份額占第4位。

　　3D打印技術的核心技術包括打印材料和打印設備。與(yu) 設備研發相比，材料的研發難度更大，而且必須經過特殊處理，對材料的固化反應速度等也要求很高。3D打印不僅(jin) 是一場製造革命，也是一場原材料革命。石油化工行業(ye) 既能生產(chan) 合成樹脂、塑料等3D打印所需要的原材料，同時石油機械、化工裝備的製造與(yu) 修複也是3D打印的應用行業(ye) 之一。

　　石化產(chan) 業(ye) 是3D打印材料的支柱3D打印所用的原材料都是專(zhuan) 門針對3D打印設備和工藝而研發的，其形態一般有粉末狀、絲(si) 狀、層片狀、液體(ti) 狀等。3D打印所使用的石油化工類原材料主要包括工程塑料、光敏樹脂等。

　　工程塑料是當前應用最廣泛的一類3D打印材料，常見的有ABS、PC、尼龍類材料等。

　　近年來歐美及國內(nei) 公司已研發應用了各種類型的材料：

　　以色列Objet公司開發的類ABS樹脂材料及名為(wei) VeroClear的清晰透明材料；

　　3DSystems公司的注塑材料VisiJetM3Black，Taulman3D的尼龍聚合物打印材料taulman645；

　　Orbi-Tech公司的打印絲(si) 材BendLay；

　　比利時公司MaterialiseNV的新型聚氨酯材料TPU92A-1等。

國內(nei) 研究3D打印材料的單位比較少：

　　北京航空航天大學對短切玻璃纖維增強ABS複合材料進行了一係列的改性研究；

　　北京太爾時代公司通過和國內(nei) 外知名的化工產(chan) 品供應商合作，推出高性能FDM成型材料ABS04；

　　華中科技大學研究了改性聚苯乙烯支撐材料；

　　蘭(lan) 州化物所通過在3D打印樹脂中加入引發劑實現引發劑集成型3D打印。

　　光敏樹脂由聚合物單體(ti) 與(yu) 預聚體(ti) 組成，其中加有光（紫外光）引發劑（或稱為(wei) 光敏劑），在一定波長的紫外光照射下能立刻引起聚合反應完成固化。光敏樹脂一般為(wei) 液態，可用於(yu) 製作高強度、耐高溫、防水材料。常見的光敏樹脂有SomosNext材料、樹脂Somos11122材料、Somos19120材料和環氧樹脂。

　　國際石化公司紛紛介入3D打印部分石油化工機械與(yu) 設備包含非常複雜的零部件，目前在石油化工機械設備的製造與(yu) 零部件維修領域，3D打印已有了應用。

　　石油化工設備及零部件製造領域。ExOne的3D打印產(chan) 品2012年應用在能源石油天然氣領域的收入占其總收入的13％。通用電氣公司（GE）今年下半年開始嚐試用3D打印技術生產(chan) 燃氣渦輪機的零部件金屬燃油噴嘴，計劃到2015年，其燃油噴嘴將全麵實現3D打印生產(chan) 。GE還計劃利用3D打印技術來生產(chan) 可將石油抽到地麵的電子潛水泵。

　　美國石油服務企業(ye) 哈利伯頓公司也已開始利用3D打印技術生產(chan) 石油鑽探所需的零部件。美國BlueFire設備公司嚐試將3D打印技術用於(yu) PDC鑽頭的製造，該PDC鑽頭采用了特殊設計的噴嘴排列方式，采用3D打印技術完美地實現了這些高複雜度的設計，並大幅提升鑽頭應對極端環境的能力。

　　中海油服油田技術研究院的科研人員使用3D打印隨鑽地層測試器的集成閥座，目前3D打印技術已經成功應用於(yu) 該研究院的多個(ge) 科研項目中。3D打印技術已成功打印出球靴等橡膠製品，但距離規模生產(chan) 尚有很大距離。

　　零部件維修領域。GE正使用3D打印技術為(wei) 石油和天然氣領域的大型企業(ye) 提供零部件維修服務，比如：

　　齒輪、結構件、外殼，甚至一些空氣動力學葉片等，都可以用3D打印技術進行維修；

　　西安鉑力特公司開發的金屬零件高性能激光成形修複技術，主要為(wei) 石油化工、航空航天、電力等行業(ye) 關(guan) 鍵零件、貴重零件進行高性能修複。

國際石化公司看到了3D打印材料市場帶來的巨大商機，紛紛介入3D打印行業(ye) ：

　　杜邦公司推出商業(ye) 化樹脂Somos係列用於(yu) 3D打印；

　　巴斯夫開始全麵介入3D打印行業(ye) ，成立了全球3D打印研發部門，目前與(yu) 湖南華曙高科簽訂了技術合作協議，聯合開發世界上最新型SLS打印設備及材料，並計劃在中國建立3D打印材料製造基地；

　　韓國LG公司與(yu) 世界第二大3D打印公司Stratasys協商供應高附加合成樹脂ABS。

　　3D打印在石化領域應用前景廣闊。在3D打印原材料方麵，目前國內(nei) 3D打印材料的基礎研究、材料的製備工藝以及產(chan) 業(ye) 化方麵與(yu) 國外相比存在相當大的差距，國內(nei) 有能力生產(chan) 3D打印材料的企業(ye) 很少，主要依賴進口，這就造成了3D打印產(chan) 品成本較高，影響了其產(chan) 業(ye) 化進程。

　　例如，3D打印材料——光敏樹脂在國內(nei) 的研發異常艱難，原料研發時間長，一些材料的配比難以掌握，實驗需要的材料要從(cong) 國外進口。3D打印材料的供給成為(wei) 製約3D打印產(chan) 業(ye) 發展的瓶頸，目前還未見國內(nei) 大型石化企業(ye) 介入3D打印材料開發。

　　在應用方麵，目前3D打印技術適用場合仍較窄，如更適合單件小批複雜零件，難加工、難變形材料，快速響應、不計成本等場合。國內(nei) 3D打印還處於(yu) 模仿生產(chan) 階段，整體(ti) 科研能力不強，3D打印企業(ye) 的技術落後、生產(chan) 規模小，小而散的現狀將阻礙整個(ge) 產(chan) 業(ye) 的發展。盡管3D打印在大規模製造方麵的使用增多，但是在石油和石化工業(ye) 上主要的應用仍處於(yu) 嚐試階段。#p#分頁標題#e#

　　目前大部分已知的可用於(yu) 3D打印的塑料耗材都是通過石油提煉的，3D打印主要以塑料為(wei) 原料，如ABS、光敏樹脂、工程塑料等。雖然塑料已經成為(wei) 低成本的代名詞，但是3D打印塑料卻價(jia) 格不菲。事實上，塑料打印材料的成本很快會(hui) 成為(wei) 3D打印機運行成本中的重要部分。

　　3D打印材料均是新開發和定製的，專(zhuan) 用於(yu) 3D打印，對材料的要求都很高，因此對國內(nei) 的石化企業(ye) 來說，應逐步加強對3D打印材料的研發和生產(chan) ，提高國內(nei) 3D打印用材料的質量，從(cong) 而促進我國3D打印產(chan) 業(ye) 的發展。

　　3D打印技術目前雖然在製造石油機械零部件方麵還處於(yu) 嚐試階段，但該技術在石油及石化領域的應用前景非常廣闊。

　　隨著鑽井環境變得越來越差，如鑽井的超深水區，3D打印對於(yu) 石油工業(ye) 將變得更加重要，3D打印技術可讓工程師實現複雜的設計以應對極端環境所帶來的種種挑戰。3D打印具有製造周期短、適合單件個(ge) 性化需求等特點，在大型薄壁件、蜂窩狀複雜結構部件、鈦合金等難加工、易熱成形零件方麵具有較大優(you) 勢。

　　隨著石油及石化製造的各種特殊需求對3D打印技術的不斷推動，3D打印產(chan) 品造價(jia) 的逐步降低，3D打印技術在石油和天然氣複雜零部件製造領域的應用會(hui) 越來越廣泛。

　　3D打印以其製造原理的優(you) 勢成為(wei) 具有巨大發展潛力的製造技術，石化企業(ye) 由於(yu) 兼具3D打印供需方的角色，對需求理解更深刻，同時又擁有資金和多種技術儲(chu) 備的綜合優(you) 勢，應密切關(guan) 注3D打印發展動向，適時進入該領域，抓住機遇，在新一輪技術革命中贏得主動。