大亚湾核电站实现3D打印端盖工程示范，核工业3D打印标准体系仍处起步阶段

每经记者 欧阳凯 每经编辑 赵桥

3D 打印技术（学名：增材制造）曾风靡全球，如今正在进入中国的核电站，而中国的核电站属于高端装备制造领域之一。2 月 11 日，《每日经济新闻》记者从中广核集团方面得知，利用金属 3D 打印技术研发制造出来的压缩空气生产系统制冷机端盖，在日前的大亚湾核电站实现了工程示范应用。这意味着，3D 打印技术在核电领域完成了从理论研究到技术分析，再到工程实践应用的跨越。 3D 打印技术在核电领域实现了从理论研究层面跨越到技术分析层面，进而又跨越到工程实践应用层面。 3D 打印技术在核电领域从理论研究开始，经过技术分析阶段，最终实现了向工程实践应用的跨越。

去年 5 月，中核建中核燃料元件有限公司的科技部主任工程师廖琪曾写文章称，若要发展 3D 打印，就必须凭借标准化来提供支撑以及发挥引领作用。然而，当下，核工业 3D 打印的标准体系的建立还仅仅处在开始的阶段。

图为制造出的压缩空气生产系统制冷机端盖，此端盖是采用金属 3D 打印技术制造的。图片来源为中广核集团提供。

两大核电央企均涉入3D打印

中广核运营公司的副总经理秦余新表明，此项目将 EAM235 合金当作原材料，EAM235 合金的主要成分包含碳、硅、锰、铬、镍、钼、铜等元素。通过电熔增材制造这一在 3D 打印领域较为先进的制造技术，成功解决了该型号制冷机端盖由于国外厂家设备改型后备件无法供货所带来的难题。

中广核方面觉得，核电领域的一些设备结构较为复杂，其运转的环境很苛刻，对机械性能的要求特别高。尤其是部分国外进口的设备，备件的采购周期很长，采购成本也很高。而 3D 打印技术有能够实现复杂结构一体化净成形的优势，制造周期较短，材料利用率较高，产品性能也很优良。它不但可以优化产品的设计方案，提高设备制造的质量，降低备件的采购成本，还能够快速且高效地解决现场紧急备件供应的问题，同时也能优化备件的库存结构。

一位核电站方面的人士向《每日经济新闻》记者透露，因为制造难度有了大幅提升，国产装备制造厂商普遍面临着产品报废率过高以及工艺不稳定的状况。南方增材的董事总经理朱志宇曾经讲过，打造一个核电站的大型锻件，需要几百吨钢材并且花费几年的时间，这样不仅耗费的时间长，耗费的资金也很大，倘若检验不合格，恐怕会有几千万元白白损失掉，然而通过 3D 打印技术就可以解决这个问题。

近两年来，实际上，不只是中广核集团，中核集团也在进行科研攻关，致力于 3D 打印技术在核电领域的应用。2015 年，中核集团启动了 3D 打印技术研发工作。其旗下的中国核动力研究设计院和中国核电工程有限公司，分别与南方增材签署了核电装备 3D 增材打印技术研发合作协议。

2016 年 1 月，中核集团进行了宣布。他们称利用 3D 打印技术的 CAP1400 自主化燃料原型组件下管座已顺利完成。这意味着在国内，首次实现了 3D 打印技术在核燃料元件制造方面的应用。随后到了 12 月，中核集团又一次宣布，成功打印出了我国首个小堆（ACP100）的压力容器试件。

上述核电站的人士向记者透露，核电企业涉足 3D 打印，其一目的是降低成本，以解决供货方面的问题；其二目的是为未来进行技术储备。

核工业3D打印标准体系处起步阶段

中核建中核燃料元件有限公司的科技部主任工程师廖琪曾撰写文章进行分析，他认为 3D 打印在核工业的应用需历经三个阶段。第一阶段，要先解决从无到有的难题，也就是打印出外观尺寸与现有的部件相近的部件或者部件组合。第二阶段，是在前期打印试验的基础上，通过细致且深入的性能分析，从而掌握打印部件的力学性能、微观结构、应力状态、缺陷以及辐照性能等特性。第三阶段，是达成完全意义上的 3D 打印工程化设计与应用。

当前 3D 打印面临的最大问题在于，这些打印件不存在生产标准，也没有质量检测标准，同时还没有安全认证，属于“三无”产品。而要推动 3D 打印的发展，就必须借助标准化所起到的支撑和引领作用。

廖琪在文中提到，当下，3D 打印的标准体系构建还处在开始的阶段。

《每日经济新闻》记者获悉，2014 年，我国正式成为国际标准化组织 ISO/TC 261 增材制造技术委员会的一员。2016 年，成立了全国增材制造标准化技术委员会（SAC/TC 562）。自此，3D 打印标准化工作全面启动。并且，核行业 3D 打印标准体系的策划工作正式启动。

2017 年 12 月，工信部等十二个部门联合印发了《增材制造产业发展行动计划（2017 - 2020 年）》的通知。此通知专门提出要健全增材制造标准体系，要开展创新设计等多方面国家标准、行业标准制定工作，也鼓励企业加快制定一批企业标准，以建立相关指标协调优化、相互配合的成套技术标准体系。

廖琪称，一套完整的标准体系需涵盖设计、制造、检测、试验、运行、维护的整个过程。特别是质量技术评价体系，必须做到全面且科学，这样才能让 3D 打印在核方面的应用步伐稳健且扎实，实现设计有依据、检测有标准、试验有规范、评价有准则。到了这个阶段，核能行业不会再仅仅满足于通过 3D 打印来达成已有的设计。它会依据 3D 打印的特点，在整个过程中进行适应。