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蘇爾壽創(chuàng)造了一種混合增材制造工藝,，以盡量縮短雪佛龍所需零部件的交貨期。

生產(chǎn)石油和天然氣的公司通常備有零件庫存,，以最大程度地減少停機時間,，尤其是涉及關(guān)鍵工藝設(shè)備，更是如此,。

由于在備件上投入了如此多的資金,，因此可以在不影響可靠性和生產(chǎn)效率的前提下，任何降低成本的策略都值得深入研究,。能夠在短短幾天內(nèi)制造復(fù)雜零件（例如泵葉輪）的能力有可能顯著降低庫存成本,。

泵送系統(tǒng)對于輸送原材料和成品以及其間的許多過程至關(guān)重要。因此,，泵以及零件（例如葉輪）都會做備件?，F(xiàn)在，有機會減少這種庫存,。隨著驗證和試件制造的完成,，制造技術(shù)向前邁進了一大步。

這項技術(shù)結(jié)合了激光金屬沉積（LMD）和精密加工,。使用該技術(shù)的增材制造（AM）可以在一臺機器上制造成品零件,，顯著縮短交貨期。

五軸聯(lián)動數(shù)控銑削與激光金屬沉積頭的試驗研究

技術(shù)的開發(fā)

雪佛龍是能源行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,，也是蘇爾壽的戰(zhàn)略合作伙伴,。蘇爾壽（Sulzer）是包括泵在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備制造工藝的領(lǐng)導(dǎo)者，并且正在開發(fā)新的增材技術(shù),。因此,，雪佛龍和蘇爾壽十分樂意開展深度合作，以減少零件庫存并提高靈活性,。

早在1990年代,，蘇爾壽在創(chuàng)造激光金屬沉積技術(shù)方面發(fā)揮了重要作用。在此背景下，公司一直致力于為關(guān)鍵應(yīng)用開發(fā)和實施新的增材制造技術(shù),。

如今,，蘇爾壽公司已經(jīng)開發(fā)并實施了增材制造技術(shù),，無需模具即可生產(chǎn)最高質(zhì)量的新型泵葉輪,。該項目為雪佛龍公司提供了在不影響質(zhì)量的前提下減少新零件交貨周期的潛力。

試件夾緊到位

專業(yè)知識的構(gòu)建

在過去的兩年中,，蘇爾壽和雪佛龍建立了一個聯(lián)合項目,。此次合作還涉及其他合作伙伴，例如制造單元設(shè)備供應(yīng)商,，粉末供應(yīng)商,，審核和認證機構(gòu)。

蘇爾壽旋轉(zhuǎn)設(shè)備服務(wù)技術(shù)負責(zé)人Charles Soothill解釋說：“這些團隊共同努力,，將5軸數(shù)控銑削和激光金屬沉積設(shè)備的功能結(jié)合起來,，創(chuàng)造了這種混合增材制造工藝。這種增加和減少元素的組合使新過程更快,，因為避免了設(shè)置,。”

激光金屬沉積頭的工作原理

簡化復(fù)雜的幾何形狀

從將所需等級和質(zhì)量的庫存材料裝入混合機床開始,，就可以加工最復(fù)雜的葉輪孔幾何形狀,。然后添加材料并進行精加工，同時保留在同一單元中,。與傳統(tǒng)機床相比,，該過程使蘇爾壽能夠在更為復(fù)雜的零件上創(chuàng)造出成品加工質(zhì)量。

除了存儲在換刀機中的所有標(biāo)準切削刀具外,，還有激光金屬沉積頭,，可用于在工件或型芯上堆積材料。機器可以在銑削工具和激光頭之間快速切換,，此過程通常需要將零件重新放置在單獨的機器中,。

增材技術(shù)還需要開發(fā)新工藝，使用50至100μm的細粉和激光,。粉末被激光熔化并沉積在混合機床所夾緊的原料表面上,。

混合葉輪制造

蘇爾壽100多年來一直是泵和其他旋轉(zhuǎn)機械技術(shù)開發(fā)的先驅(qū)。現(xiàn)在,，正在運用這一最新的技術(shù)來制造精密零件,，例如葉輪。

泵的葉輪是一種復(fù)雜的制造零件,，其內(nèi)部幾何形狀過于復(fù)雜,，無法通過常規(guī)銑床來制造。從鍛造開始，葉輪的核心部分可以使用五軸銑床進行加工,。然后,，使用激光金屬沉積將其他材料添加到葉輪的外部。

使用銑削工具意味著內(nèi)部水力表面具有高質(zhì)量的光潔度,，比鑄造工藝所獲得的要好得多,。重復(fù)添加材料和加工的過程，直到出現(xiàn)完整的葉輪為止,。整個過程可以在幾天之內(nèi)完成,，比鑄造一個新組件要快得多，而鑄造新組件通常需要15到20周的時間,。

新葉輪的制造時間大大減少,，這意味著，在泵需要新零件的情況下,，可以在制造和交付新零件時使備用泵,。盡管可以根據(jù)需要進一步減少該時間，但通常,，對于大多數(shù)工況來說,，幾天就足夠了。

一個可以實現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的示例

理論驗證

開發(fā)工作現(xiàn)已付諸實踐,，并已有實際應(yīng)用,。雪佛龍擁有一臺蘇爾壽生產(chǎn)的CPT泵，其工作介質(zhì)為腐蝕性流體,，因此該工況需要特殊的材料特性以確保泵的耐用性,。葉輪已確定可以更換，并且是新制造工藝的理想選擇,。

使用原始設(shè)計圖紙,，對三維模型進行了微調(diào)，并為混合制造機器生成了最終的一組編碼指令,。在幾個小時內(nèi),，新的葉輪就已經(jīng)制造好并可以安裝。

新的葉輪已安裝在泵內(nèi),，并首先在蘇爾壽進行了測試,。自2019年在現(xiàn)場安裝以來，它已經(jīng)成功運行,。蘇爾壽和雪佛龍都對新零件的性能和耐用性充滿信心,。

雪佛龍公司材料技術(shù)開發(fā)計劃經(jīng)理Robert Rettew評論說：“我們與蘇爾壽公司密切合作，開發(fā)了實現(xiàn)混合制造所需的技術(shù)和系統(tǒng),，現(xiàn)在,，雪佛龍公司是第一個受益于這種尖端解決方案的客戶,。有很大的機會來增加應(yīng)用并擴大該過程中使用的材料范圍?！?/span>

雪佛龍公司制定了一項戰(zhàn)略計劃,，利用最新創(chuàng)新的技術(shù)，改善經(jīng)營和提高效率,，其中之一是增材制造技術(shù),。這一工藝對于現(xiàn)在已經(jīng)淘汰的零件也非常重要，這使得可以在很短的時間內(nèi)采購設(shè)備的零件,。

Charles Soothill總結(jié)道：“蘇爾壽的目標(biāo)是為客戶提供盡可能最好的服務(wù),，并且在時間緊迫的情況下，以最短的交付時間提供解決方案,，同時保持最高的質(zhì)量標(biāo)準。除了快讀獲得新零件外,，客戶還受益于最新的設(shè)計標(biāo)準,，這些標(biāo)準得益于數(shù)十年的泵設(shè)計和制造經(jīng)驗?！?/span>

來源：泵友圈