中石油測(cè)井超大3D打印金屬探試制成功，抗拉強(qiáng)度提高6%

來源：中國(guó)石油新聞中心

經(jīng)過20天連續(xù)工作，3月1日，中國(guó)石油首批采用金屬粉末激光選區(qū)熔化3D打印技術(shù)（SLM）成形的3個(gè)超大尺寸巖性密度測(cè)井儀探頭，在測(cè)井公司西安產(chǎn)業(yè)化基地加工制造車間成功下線。經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度提高6%，整體制造技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
△示意圖

激光選區(qū)熔化技術(shù)基于增材制造原理，利用高能量激光束，選擇性地逐行、逐層熔化金屬粉末，直接成形復(fù)雜形狀金屬制件。

△圖片來源網(wǎng)絡(luò)

巖性密度測(cè)井儀探頭長(zhǎng)約800毫米，外徑100毫米，表面為不規(guī)則弧形，并伴有多處圓弧線切面和多組高精度密封小孔，是測(cè)井傳感器中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的部件。由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，探頭緊靠巖石壁，外殼磨損快，備件需求量大。以往采用傳統(tǒng)減材制造方式生產(chǎn)該部件，需多臺(tái)數(shù)控機(jī)床和多個(gè)輔助工裝協(xié)同工作，涉及線切割、電火花、鏜孔、深孔、車、銑、硬質(zhì)氧化等12道工序，數(shù)控編程復(fù)雜、換產(chǎn)工序頻繁，加工周期長(zhǎng)、成本高。

為解決這一突出矛盾，測(cè)井公司技術(shù)中心積極探索利用先進(jìn)3D打印技術(shù)對(duì)超大機(jī)械部件進(jìn)行整裝加工。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在粉末及成分控制、構(gòu)件結(jié)構(gòu)與位置優(yōu)化、支撐設(shè)計(jì)與應(yīng)力釋放等方面開展了大量研究工作，攻克了超大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件3D打印常見的應(yīng)力變形、開裂等難題，確定了科學(xué)合理的試驗(yàn)方案，使所打印的探頭質(zhì)量上乘，外形光滑，尺寸及形位公差均滿足設(shè)計(jì)要求，一舉打破了金屬3D打印技術(shù)加工高精度、高強(qiáng)度、高復(fù)雜度超大尺寸測(cè)井儀器零件的壁壘。