高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用

天然气作为一种重要能源，广泛用作城市煤气和工业燃料。2021年，全球天然气产量为4.18万亿立方米，是能源领域的重要组成部分。为应对气候变化、战争和疫情导致的供应链中断等问题，天然气企业正在寻找提高管道和其他组件制造效率的新方案，3D打印便是选择之一。

3D打印技术参考注意到，一家天然气客户于2022年采购了我国知名高性能聚合物增材制造设备商一迈智能的一批大幅面高温3D打印机MAGIC-HT-MAX，用于打印大型特种工程塑料制件，以满足极端条件下的使用要求。

一迈正在调试备货的大型高温3D打印机

高性能聚合物能满足石油、天然气行业的应用要求

3D打印技术参考注意到，石油和天然气行业要求材料耐高温、高压、拥有高机械强度和良好的耐化学性，适用于极端环境。现代技术性塑料在提高石油和天然气行业现有解决方案方面做出了重大贡献，可提供具有更多优势的最先进的材料。该行业当前常用的材料包括PI（聚酰亚胺）、PA6、PEEK、PTFE（聚四氟乙烯）等。这些塑料能满足部件的特定设计需求，典型的应用如水听器外壳、密封件、阀座、支撑环、衬套和齿轮等。这些材料带来的优势包括减轻部件重量、具有良好的耐腐蚀性、热脱耦和低噪声排放。

MAGIC-HT-MAX是一款专为高性能工程材料而设计的3D打印机。拥有高达500℃的打印温度和200℃的热床温度，以及高达150℃的内胆温度，可以支持打印市场上大多数普温和高温塑料。其配备的两个模块化的打印头支持打印水溶性支撑，并且维护操作更加简单。该设备的可成形尺寸为500×500×700mm，支持PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK/PEKK/PEI-1010/PEI-9085/PPSU/PPS等8款线材。以3D打印的PA材料为例，其具有机械强度高、韧性好的优点，而碳纤维增强PA的机械强度甚至超过了PEEK和PEKK，因此能够满足天然气行业对主要材料的使用要求。

一迈全新高性能材料体系

一直以来，一迈都保持着与行业上下游的交流/探讨/测试，旨在从材料改性/挤出结构/软件规划/打印工艺等方向着力，共同提升经过FFF打印后的最终制件性能。近期，该公司对材料体系进行了重大更新：

1.全系使用金属线盘，支持高于150℃烘烤干燥，缩短干燥时间，提升干燥效率，从而提升制件性能；

2.同步更新打印指南，基于最新金属盘和原料配方，制作了各种高性能材料的打印指南，可在官网www.iemai3d.com的材料页面下载；

3.PEEK系列提升结晶统一性，PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK等线材的PEEK基料具有更低的结晶速率，更窄的结晶窗口，这可以使其结晶统一，减少应力，从而提升Z轴的性能。

4.新增玻纤增强PEEK与PPS线材，发布了10%玻璃纤维增强的PEEK线材以及热变形温度高达180℃的V0级别阻燃PPS线材。

聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用

3D打印的主要优势在石油天然气行业可以体现为三点。第一是它能够加快产品开发过程。使用增材制造，产品设计师和工程师可以快速且经济高效的可视化、开发和验证他们的设计。石油和天然气行业可以利用这一优势更好地应对新兴市场机会，并在生产前的设计阶段评估任何潜在风险或故障。虽然该领域以使用金属3D打印居多，但聚合物3D打印同样不可或缺。加拿大一家综合石油和天然气公司已经使用纤维复合材料3D打印技术来定制工厂内部机器的所需零件，为公司节省了27000加元；荷兰跨国公司壳牌也使用3D 打印成功为墨西哥湾的Stones油气钻探站制作了浮标原型，该技术使工程师能够在四个星期的时间内制作出原型的塑料版本，而传统制造则需要几个月的时间。

一迈智能3D打印的高性能聚合物

更为关键的是，这项技术目前已经可以用来制造最终用途部件，这也是3D打印技术快速发展的重要原因。在能源领域，3D打印可以在不需要工具的情况下生产具有复杂内部特征的轻型结构，这是下一代能源、石油和天然气组件的关键要素，从而成为小批量项目的完美解决方案。

3D打印还会对石油和天然气行业的供应链管理产生积极影响。一个关键的优势是转向数字库存和备件的按需生产。该行业分布的工厂往往处于偏于地区，因故障造成的停机成本和向该地区配送备件的后勤挑战也较为复杂，通过现场3D打印则可以提供快速、按需制造的解决方案。此外，还可以对许多备件进行逆向工程，创建用于按需生产的数字库存，从而减少仓库库存和存储成本。

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