本文聚焦增材制造（3D打印）在能源行业的应用现状与挑战。Addept3D专家指出，尽管3D打印已在石油天然气等领域带来显著成本节约，但大型复杂关键部件仍停留在验证阶段，难以实现规模化生产。受制于设备成本高、认证标准不完善及企业风险规避，行业推进缓慢。文章分析了从概念验证到工业化落地的关键障碍，并提出通过合理选型、逐步验证与建立信任来推动增材制造在能源领域的广泛应用，为行业发展提供重要参考。
增材制造将如何影响能源行业的未来？在4月30日举行的 AMA: Energy 2026 之前，3D Printing Industry 对此进行了深入探讨。增材制造已经在能源领域取得了实质性进展，但那些最复杂、价值最高的关键部件，仍在等待进入实际应用阶段。
Tarun Chand，现任新加坡3D打印与精密制造公司 Addept3D 的技术销售专家（该公司为英国 WAAM3D 的姊妹公司），在过去七年中与OEM厂商、终端用户以及产业链各方合作，亲历并应对了从有前景的增材制造概念到正式投产项目之间所存在的内部博弈、技术障碍以及根深蒂固的风险规避问题。
当 Chand 在 AMA: Energy 2025 上发表演讲时，他将这些经验转化为一个务实的观点：能源行业需要停止“小打小闹”的思维，并明确要实现规模化应用究竟需要付出什么。
2026年的 AMA: Energy 在线大会将于本月回归，现已开放注册。
Addept3D 新加坡——带一体式法兰的油气三通管。图片来源：Addept3D。
为什么大规模增材制造仍然滞后
Chand 指出，挪威能源巨头 Equinor 通过扩大其增材制造项目，节省了超过10亿挪威克朗（约合1亿美元）。他此前服务的一家未披露公司，仅通过采用3D打印替代传统采购方式，就节省了超过100万美元。然而，行业的雄心并未与这些回报同步增长。
目前，大多数金属增材制造活动集中在构建尺寸为250至300毫米范围内的粉末床熔融（PBF）部件，而那些构成石油和天然气基础设施核心的大型复杂部件，仍基本未被触及。“我们确实看到很多项目停留在概念验证阶段，”他说，“但还没有真正进入生产环境。”
这种从概念验证到生产之间的鸿沟，很大程度上源于成本问题。用于制造大型部件的设备——例如采用定向能量沉积（DED）技术（包括激光DED、丝材DED或WAAM）——虽然相较于同尺寸的PBF设备更便宜，但在建造、采购和运行方面依然成本高昂。
“预算并不容易获得，”这位专家表示，“当时就不容易，现在更难了。而且很多人不愿意推动一个可能失败的项目，并为此承担责任。”
这种谨慎并非没有道理，也体现在审批流程中。大型关键部件一旦出问题，后果严重，高层管理对此十分清楚。项目审批往往远不止一两个环节，在各个层级都会反复审查其稳健性、可靠性以及过往业绩。
认证则进一步增加了不确定性。“我们在推动标准方面已经取得了一定进展，比如发布了第一版或第二版文件。但仍需要将这些基础的3D打印标准（无论是API 20S还是DNV B203）与现有的规范体系进行更深入的衔接。这项工作仍在进行中，还需要时间。因此，在关键应用中必须谨慎选择项目。”
即便获得了审批，大规模检测同样带来挑战。对大型部件进行X射线、CT或超声检测不仅技术复杂，而且在物流上也存在困难。有时检测设备甚至位于不同国家，这意味着需要进行昂贵的出口、再进口以及面对海关延误的风险。
WAAM3D 英国——阀体外壳。图片来源：WAAM3D。
认证需要时间与信任
对于试图推动项目进展的增材制造工程师或内部倡导者来说，一切都始于零件选择。“有很多案例表明，传统合金并不适合。”他表示。在选择零件之前就引入认证机构和增材制造合作伙伴，会彻底改变项目的推进方式。
即便如此，追求快速交付的压力也可能破坏前期的严谨准备。缩短交付周期的承诺确实存在，但在关键部件上仓促推进认证，往往会导致问题。
“每个人都在承诺，比如说交付周期缩短50%、成本更低。但在这些应用中，也许短期内可以实现。但我更常看到的是，为了赶进度而跳过关键步骤。如果作为服务提供方不保持现实预期，就可能遭遇失败。”
Chand 认为，更稳健的发展路径是限定材料范围并逐步积累经验。“如果你在做叶轮，那就专注于叶轮，直到你真正理解3D打印这些部件的优缺点以及关键细节。然后再扩展到其他领域。”在此过程中，建立合理的技术基准同样至关重要。
他建议以铸造作为评估增材制造的基准，而锻造级性能则是更高但逐渐可实现的目标。“在未来几年内，你会看到一些公司开始宣称能够达到锻造级性能。”这位技术专家补充道，在这一过程中出现的构建失败，应被视为认证过程的一部分，而非危机。
“构建失败仍然会发生，比如未熔合、气孔、裂纹等问题。许多客户不仅关注你能否制造出零件，还关注你是否能够识别、分类并修复这些缺陷。没有人期望一切完美，但他们期望看到你能够在认证过程中不断改进并降低这些缺陷的影响。”
然而，如果没有合适的人员支持，这些技术努力也难以奏效。维护团队、资产所有者、材料专家以及采购经理都有各自的关键绩效指标，这些都会影响他们对风险的态度。一个优秀的内部推动者必须兼顾各方利益。
通过小规模试点项目，在不需要大量投入的前提下解决具体问题，是建立信任的有效方式。“没有什么比亲自参观增材制造工厂、触摸和体验真实的3D打印零件更有说服力，”Chand 表示。
“很多人并不熟悉增材制造的日常技术和发展。但如果他们能够亲眼看到这些部件的测试过程，能够亲手接触这些产品，这对于获得他们的认可、消除他们对失败的担忧非常有帮助。”
不过，这一切都“不会一蹴而就，也不可能在一年内完成。这需要数年的持续努力。”那些最终能够实现突破的组织，是那些能够稳步积累经验，并对失败与成功同样保持开放态度的企业。
“如果管理层能够支持这项工作，你一定能够走得更远。”
