导读：在航空航天、国防、能源和交通运输等多个行业中，增材制造技术正为提升效率和增强供应链韧性提供新的解决方案，尤其是在备件管理领域。
2026年1月13日，全球阀门服务供应商与EOS旗下Additive Minds咨询公司携手合作，利用聚合物激光粉末床熔融（LPBF）技术，生产关键的阀门部件，旨在打造更具韧性和灵活性的工作流程，同时满足石油和天然气行业的严格标准。
3D打印攻克行业难题
此次合作的焦点是止回阀，这一广泛应用于采出水管道的关键部件。采出水含有高腐蚀性盐类和化学物质，因此需要使用高耐腐蚀材料制造阀门。然而，即便采用如超级双相钢等昂贵金属，阀门仍需每六个月进行更换。
频繁的部件更换使得油气行业面临众多挑战，尤其是在库存管理和备件供应上。阀门的更换周期不仅造成了库存积压，还导致了冗长的交货周期（通常超过52周），并最终导致了高昂的维护成本。
因此，这家阀门服务公司开始探索将增材制造技术应用于此领域。在最初的测试中，聚合物3D打印部件在高压气体测试中失效，当压力达到325
psi时发生爆炸。然而，通过与EOS的Additive Minds团队合作，凭借先进的设计和材料，增材制造的潜力得以充分发挥。
合作伙伴采用仿真驱动设计方法，设计出一种能够满足采出水管道严苛要求的止回阀。该方法结合了材料科学、先进的拓扑优化、仿真和测试，最终找到了最佳解决方案：采用EOS
PA 2200（一种以强度、刚性和耐化学性著称的尼龙12）3D打印制成的阀门，可将最大应力从58 MPa降低到27.5 MPa以下。
3D打印止回阀性能与成本双突破
这些零件的设计利用拓扑优化软件针对载荷、约束和边界条件进行了优化，最终在高产能的EOS P 396打印机上打印完成。打印后的组件随后采用DyeMansion的蒸汽熔覆平滑技术进行表面处理，使阀门实现了水密和气泡密封。
最终，重新设计的3D打印止回阀符合相关标准（API 598和API 6D），并通过了所有测试，包括分别高达450 psi和325
psi的壳体和阀座静水压测试。长时间的空气和高压氮气测试也验证了良好的气密性。此外，在最大载荷下进行长达一小时的长时间静水压测试后，打印部件未出现蠕变或塑性变形的迹象。与原部件相比，其它优势包括部件重量减轻15%，总拥有成本降低至少30%。
从工作流程的角度来看，采用D打印技术显著缩短了交货周期：从原先金属部件的52周缩短至仅一周。此次合作的成功验证了增材制造在油气行业中的应用潜力。通过3D打印技术，阀门服务供应商不仅在短时间内解决了零部件的供应问题，还大大提升了整体工作流程的效率和成本效益。
来源：南极熊
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