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AMA Energy 2026专访:大型金属3D打印如何帮助能源OEM摆脱锻造与铸造交期延误

围绕 AMA: Energy 2026,本文专访Fastech Engineering业务发展总监Yash Bandari,深入解析金属3D打印(增材制造)在能源行业供应链中的应用前景。随着锻造与铸造周期延长至一年以上,大型金属AM技术正成为能源OEM缓解交付延误、降低库存压力的重要手段。文章重点介绍WAAM与激光送丝DED等工艺在镍基合金、大型复杂结构件制造中的优势,同时探讨认证与材料验证对行业规模化应用的关键影响。

随着 AMA: Energy 2026 临近,《3D Printing Industry》正在深入探讨增材制造在能源行业中的作用。在这一关键行业中,缺少一个锻造部件不仅仅意味着发货延迟,它可能会让整个维护作业停摆长达近一年时间。

长期以来,锻造排产、铸造产能积压以及多供应商协同,一直被视为能源制造行业的“常态成本”。但随着关键高性能合金部件的交付周期被拉长至12个月以上,越来越多的原始设备制造商(OEM)开始将目光投向大尺寸金属增材制造,希望重新掌控其供应链。

我与Fastech Engineering业务发展总监Yash Bandari进行了交流,试图了解这一转变在实际中如何展开,以及这一方法要在整个行业中规模化应用还需要具备哪些条件。

我们2026版的AMA: Energy线上大会将于本月回归,现已开放注册。

大尺寸增材制造进入供应链讨论

当Bandari描述这些对话通常如何开始时,触发点几乎总是持续累积的压力。“能源OEM通常在面临长交期、供应链受限,或传统制造方式(如锻造或铸造)缺乏灵活性时,才会找到我们,”他解释道。

对于大多数联系Fastech的OEM来说,寻找替代方案这一决定其实已经做出。真正的挑战在于,如何足够快速地完成替代方案的验证,使其具备实际意义。

这家合同制造商应对这一压力的解决方案依赖于两种基于送丝的工艺。电弧送丝增材制造(WAAM)使用类似MIG焊接的系统,以每小时1至5公斤的速度沉积材料,适用于大型厚壁部件,在这类场景中,沉积效率是首要因素。

另一方面,激光送丝定向能量沉积(LW-DED)的沉积速度较慢,大约为每小时0.4至0.6公斤,但能够获得更精细的表面质量,更适合对几何精度要求较高的零件。

这两种工艺均与内部完成的CNC加工和尺寸检测流程相衔接。Bandari表示,这些工艺“能够将材料精确添加到所需位置,从而减少材料浪费,并相较于传统减材制造方式显著降低加工量”。

他还分享了一个近期案例:Fastech通过WAAM工艺为西门子能源制造了一件镍基合金部件,作为全新制造项目完成。从传统采购方式转向增材制造并非一蹴而就。“工程团队通常是最先评估增材制造的,因为它能够让他们评估设计灵活性、材料性能以及近净成形制造的优势,”Bandari解释道。

“一旦技术可行性得到验证,采购团队就会开始从供应链角度评估增材制造,尤其是在它能够减少对大型锻件、特种铸件或受限供应商依赖的情况下。”他补充说,最终推动转型落地的,是管理层层面的共识与支持。

增材制造在哪些场景具备经济性

Bandari并没有夸大这项技术的适用范围,他也非常直接地指出了其真正具有价值的应用场景。最具优势的对象是大型、高价值、交期长或供应链受限的部件。

这通常包括涡轮机部件、结构支架、歧管以及大型壳体,尤其是采用镍基合金的产品。具有圆柱形、环形或大型中空结构的几何形状最能从近净成形沉积中获益,因为这可以大幅减少后续加工,而加工量的减少会直接转化为成本节约。

例如,在一个不锈钢部件案例中,由于加工时间减少,LW-DED的成本比WAAM低约1万美元。对于镍基合金而言,由于加工成本显著更高,这一差距可以扩大到4万至5万美元。

他同样坦率地指出,在某些领域传统制造仍然更具优势。“对于大批量、几何形状简单的零件,通过铸造、锻造或传统机械加工生产通常更具成本效益,”他说。“同样,对于需要在整个几何范围内实现极高公差精度的零件,传统制造方法往往更为合适。”

此外,维修与翻新正在与新件制造一道变得越来越重要。对于老旧基础设施而言,如果原有模具或供应商已不复存在,定向能量沉积(DED)提供了一种不仅仅是缩短交期的解决方案。“增材制造可以基于数字模型重新制造或重新设计部件,”Bandari表示,“即使传统制造路径已经不可行,也能帮助运营方持续维护关键基础设施。”

这种思路也正在重塑能源企业对备件的管理方式。维持大量高性能合金部件的实体库存成本高昂,而“通过大尺寸增材制造,可以将备件策略从囤积实体零件转向维护经过验证的数字化制造能力,”Bandari说道。

“这种方式可以减少对大量备件库存的依赖,同时在维护需求发生时仍然能够保证可用性。”对于那些原始制造工具已完全缺失的老旧系统而言,通过经过验证的数字模型实现按需制造,可能是唯一可行的路径。

认证与验证仍是关键障碍

除了制造工艺本身之外,认证与资质验证仍然是应用推广过程中最重要的障碍。“建立完善的验证流程和材料数据库需要时间和投入,”这位总监表示。

能源系统通常在严苛环境下运行,部件失效会带来严重后果,因此OEM必须确信3D打印部件在机械性能和可追溯性方面能够达到锻造或铸造部件的同等水平。

对于如Inconel 625、718以及Haynes 282等合金材料,验证工作尤为复杂。这些材料在传统制造工艺中已经非常成熟,但在基于送丝的增材沉积工艺中的性能表现,需要经过独立验证后,OEM才会愿意将其投入生产使用。

“主要瓶颈通常出现在材料验证、检测流程以及认证要求的交叉点上,”Bandari说道。“虽然制造技术本身已经取得了显著进步,但更广泛的应用往往取决于整个生态体系成熟的速度。”

从整体来看,增材制造的应用路径是有选择、分阶段推进的,通常是在供应链优势最明显的具体部件上逐步展开。

“在实际应用中,当增材制造能够有效解决明确的供应链问题、材料利用效率问题,或传统制造难以实现的复杂几何结构时,它才能体现出最大的价值,”Bandari总结道。

这项技术在生产层面已经准备就绪。但其推广速度,如今取决于认证与验证体系能否尽快跟上发展的步伐。