每經編輯 歐陽凱    

每經記者 歐陽凱 每經編輯 趙橋

一度風靡全球的3D打印技術（學名：增材制造），正在進入中國高端裝備制造之一的核電站。2月11日，《每日經濟新聞》記者從中廣核集團方面獲悉，采用金屬3D打印技術研發(fā)制造出的壓縮空氣生產系統(tǒng)制冷機端蓋，日前在大亞灣核電站實現工程示范應用。這意味著，3D打印技術在核電領域實現了從理論研究、技術分析向工程實踐應用的跨越。

去年5月，中核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪曾撰文稱，要發(fā)展3D打印，必須依靠標準化的支撐和引領作用。但當前，核工業(yè)3D打印的標準體系建立尚處于起步階段。

圖為采用金屬3D打印技術制造出的壓縮空氣生產系統(tǒng)制冷機端蓋 圖片來源：中廣核集團提供

兩大核電央企均涉入3D打印

中廣核運營公司副總經理秦余新表示，該項目以EAM235合金（主要成分為碳、硅、錳、鉻、鎳、鉬、銅等元素）為原材料，利用電熔增材制造這一3D打印領域先進的制造技術，解決了該型號制冷機端蓋因國外廠家設備改型備件無法供貨的難題。

中廣核方面認為，核電領域的部分設備結構復雜，運轉環(huán)境苛刻，對機械性能要求極高，尤其部分國外進口設備，備件采購周期長、采購成本高，而3D打印技術具備可實現復雜結構一體化凈成形、制造周期短、材料利用率高、產品性能優(yōu)良的優(yōu)勢，不僅可以優(yōu)化產品設計方案、提高設備制造質量、降低備件采購成本，還能快速高效地解決現場緊急備件供應的問題，并優(yōu)化備件庫存結構。

一位核電站人士告訴《每日經濟新聞》記者，由于制造難度大幅提升，國產裝備制造廠商普遍存在產品報廢率過高、工藝不穩(wěn)定的情況。南方增材董事總經理朱志宇曾表示，打造核電站一個大型鍛件，要幾百噸鋼材和幾年時間，不僅耗時長，耗資也大，一旦檢驗不合格，恐怕幾千萬元就打水漂，而通過3D打印技術就能解決這一問題。

實際上，近兩年來，不只中廣核集團，包括中核集團在內也對3D打印技術在核電領域應用進行科研攻關。2015年，中核集團啟動3D打印技術研發(fā)，旗下的中國核動力研究設計院和中國核電工程有限公司分別與南方增材簽署了核電裝備3D增材打印技術研發(fā)合作協(xié)議。

2016年1月，中核集團宣布，利用3D打印技術的CAP1400自主化燃料原型組件下管座已順利完成，國內首次實現了3D打印技術在核燃料元件制造的應用，隨后的12月，中核集團再次宣布成功打印出我國首個小堆（ACP100）壓力容器試件。

上述核電站人士告訴記者，核電企業(yè)涉入3D打印，一方面是為了降低成本，解決供貨問題；另一方面也是為未來做技術儲備。

核工業(yè)3D打印標準體系處起步階段

中核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪曾撰文分析認為，3D打印在核工業(yè)的應用至少要經過三個階段：第一階段先解決從無到有的問題，即要打印出外觀尺寸與現有部件相近的部件或部件組合；第二階段，即在前期打印試驗的基礎上，通過細致深入的性能分析，掌握打印部件的力學性能、微觀結構、應力狀態(tài)、缺陷，乃至輻照性能等特性；第三階段，是實現完全意義上的3D打印工程化設計和應用。

然而，當前3D打印面臨的最大問題是，這些打印件沒有生產標準，沒有質量檢測標準，沒有安全認證，屬于“三無”產品。而要發(fā)展3D打印，必須依靠標準化的支撐和引領作用。

廖琪在文中亦稱，當前，3D打印的標準體系建立尚處于起步階段。

《每日經濟新聞》記者了解到，2014年，我國正式成為國際標準化組織ISO/TC 261增材制造技術委員會的成員國，并于2016年成立了全國增材制造標準化技術委員會（SAC/TC 562），全面啟動了3D打印標準化工作。隨后的2016年9月，由中國核能行業(yè)協(xié)會信息化專業(yè)委員會主辦的3D打印技術在核能行業(yè)應用技術交流會召開，同時成立了3D打印標準體系的組織機構，正式啟動核行業(yè)3D打印標準體系的策劃工作。 

2017年12月，工信部、發(fā)改委、教育部、財政部等十二個部門聯(lián)合印發(fā)了《增材制造產業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020年）》的通知，其中專門提出要健全增材制造標準體系，開展創(chuàng)新設計、專用材料、工藝技術、裝備、檢驗檢測、數據和服務等方面國家標準、行業(yè)標準制定工作，同時也鼓勵企業(yè)加快制定一批企業(yè)標準，建立相關指標協(xié)調優(yōu)化、相互配合的成套技術標準體系。

廖琪表示，一套完整的標準體系，應當包含設計、制造、檢測、試驗、運行、維護的全過程，尤其是質量技術評價體系，必須全面而科學，以確保3D打印在核方面的應用的腳步能夠走得穩(wěn)，走得扎實，做到設計有依據、檢測有標準、試驗有規(guī)范、評價有準則。到了這個階段，核能行業(yè)不會再滿足于用3D打印的方式來實現既有的設計，而是基于3D打印的特點進行的全過程適應。