長路漫漫，目前核工業3D列印的標準體系建立尚處於起步階段

一度風靡全球的3D列印技術（學名：增材製造），正在進入中國高端裝備製造之一的核電站。近日記者從中廣核集團方面獲悉，採用金屬3D列印技術研發製造出的壓縮空氣生產系統制冷機端蓋，日前在大亞灣核電站實現工程示範應用。這意味著，3D列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，要發展3D列印，必須依靠標準化的支撐和引領作用。但當前，核工業3D列印的標準體系建立尚處於起步階段。

兩大核電央企均涉入3D列印

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，利用電熔增材製造這一3D列印領域先進的製造技術，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複雜，運轉環境苛刻，對機械性能要求極高，尤其部分國外進口設備，備件採購周期長、採購成本高，而3D列印技術具備可實現複雜結構一體化凈成形、製造周期短、材料利用率高、產品性能優良的優勢，不僅可以優化產品設計方案、提高設備製造質量、降低備件採購成本，還能快速高效地解決現場緊急備件供應的問題，並優化備件庫存結構。

一位核電站人士告訴記者，由於製造難度大幅提升，國產裝備製造廠商普遍存在產品報廢率過高、工藝不穩定的情況。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列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列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列印技術研發，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增材列印技術研發合作協議。

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2016年1月，中核集團宣布，利用3D列印技術的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列印技術在核燃料元件製造的應用，隨後的12月，中核集團再次宣布成功列印出我國首個小堆（ACP100）壓力容器試件。

上述核電站人士告訴記者，核電企業涉入3D列印，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3D列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列印在核工業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，即要列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，即在前期列印試驗的基礎上，通過細緻深入的性能分析，掌握列印部件的力學性能、微觀結構、應力狀態、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列印工程化設計和應用。

然而，當前3D列印面臨的最大問題是，這些列印件沒有生產標準，沒有質量檢測標準，沒有安全認證，屬於「三無」產品。而要發展3D列印，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列印的標準體系建立尚處於起步階段。

記者了解到，2014年，我國正式成為國際標準化組織ISO/TC 261增材製造技術委員會的成員國，並於2016年成立了全國增材製造標準化技術委員會（SAC/TC 562），全面啟動了3D列印標準化工作。隨後的2016年9月，由中國核能行業協會信息化專業委員會主辦的3D列印技術在核能行業應用技術交流會召開，同時成立了3D列印標準體系的組織機構，正式啟動核行業3D列印標準體系的策劃工作。

2017年12月，工信部、發改委、教育部、財政部等十二個部門聯合印發了《增材製造產業發展行動計劃（2017-2020年）》的通知，其中專門提出要健全增材製造標準體系，開展創新設計、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、行業標準制定工作，同時也鼓勵企業加快制定一批企業標準，建立相關指標協調優化、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、製造、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列印在核方面的應用的腳步能夠走得穩，走得紮實，做到設計有依據、檢測有標準、試驗有規範、評價有準則。到了這個階段，核能行業不會再滿足於用3D列印的方式來實現既有的設計，而是基於3D列印的特點進行的全過程適應。

（記者—歐陽凱 編輯—趙橋）

180頁3D列印行業應用白皮書（2017）

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