游 娜，樊春明，段树军，王德贵，左永强，惠坤亮

(1.国家油气钻井装备工程技术中心，陕西 宝鸡 721002；2.宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡 721002；3.西南石油大学 机电工程学院，成都 610500)

增材制造(additive manufacturing，AM)技术是以三维模型数据为基础，采用材料堆积的方式制造实体零件的技术。与传统的材料去除(切削加工)制造工艺不同，增材制造是一种“自下而上”材料累加的制造工艺[1-2]。当前，许多发达国家非常重视增材制造技术的发展及应用。在我国国家战略《中国制造2025》中，亦围绕制造业转型升级及创新创业讲到了增材制造技术。

增材制造技术通过多年的发展，目前已经广泛应用于航空航天、汽车、医疗等行业。通过对其他行业增材制造技术应用及研究成果的借鉴与行业特点的结合，一些国际知名石油公司、油服公司也对增材制造技术在石油天然气行业的应用进行了积极的探索[3-6]。增材制造技术在石油井下工具的模具制造、关键零部件的再制造、金属零件直接成型等方面的应用也取得了一定进展。

1 PDC钻头模具制造

1.1 结构特点

胎体PDC钻头的模具制造是增材制造技术在石油井下工具产品制造过程中模具方面的典型应用。PDC钻头的破岩机理不同于三牙轮钻头，结构设计无需轴承，具有使用寿命长、破岩效率高、生产制造周期短等特点，而且可针对不同地层对PDC钻头进行个性化设计。由于PDC钻头的结构较为复杂，烧结成型是胎体PDC钻头的主要生产方法。在进行胎体PDC钻头烧结时，首先将制作好的模具装入石墨壳体中，然后装入碳化钨颗粒或粉末，一起装入真空电阻炉中进行烧结，模具的成型准确度是实现PDC钻头设计的关键。……