3D-printing og metalladditiv produksjon (AM)

3D-printing, mer nøyaktig kjent som Additive Manufacturing (AM), endrer seg raskt fra en forstyrrende, frynseteknologi til et krav i vår bransje, og vi bruker den allerede i utstrakt grad for å løse forsyningskjedeutfordringer og innovere raskere, øke produktiviteten og kutte kostnader fra oljefelt til raffineri.

Additive Manufacturing (AM) er en metode for å produsere fysiske objekter som mekaniske deler ved å legge til materiale lag-for-lag basert på en 3D-modell, noe som eliminerer behovet for komplekse produksjonsprosesser og maskinering. Dette betyr at 3D-printede komponenter kan lages på stedet, når og hvor de trengs, noe som eliminerer ledetider, lager og transport.

Hva er 3D-printing?

3D-utskrift, eller mer korrekt, Additive Manufacturing (AM), er en produksjonsprosess som muliggjør produksjon av geometrisk komplekse deler, prototyper og komponenter. Det tillater produksjon av varer som rett og slett ikke var mulig å produsere økonomisk med tradisjonell produksjon, og kan redusere leveringstiden drastisk når den utføres på stedet eller i nærheten av transportknutepunkter.

Additiv produksjon er bare en av en rekke spennende nye digitale teknologier som raskt tas i bruk i Equinor, noe som sparer kostnader, ledetider, lager og utslipp.

Additive Manufacturing

Additive Manufacturing (AM) er en metode for å produsere mekaniske deler ved å legge til materiale lag-for-lag basert på en 3D-modell.

Det er syv teknologier innen AM, og noen av disse er 3D-utskrift. De fleste materialer kan brukes, og så langt har Equinor testet Titanium, 316L rustfritt stål, Inconel 625 og 718 og super duplex i tillegg til ulike polymerer og komposittmaterialer.

Produktene kan trykkes i metall eller plast. De siste årene har 3D-printing gått fra å være science fiction til en industriell mainstream-teknologi.

Begrepet 3D-utskrift brukes vanligvis for å referere til alle typer additiv produksjon. Dette er imidlertid ikke helt nøyaktig. Strengt tatt refererer 3D-utskrift kun til transformasjonen av en digital CAD-fil (Computer-Aided Design) til en tredimensjonal fysisk solid gjenstand eller del.

Oppdag hvordan Equinor bruker 3D-printing (AM) i praksis

Se hvordan vi bruker 3D-printing og additiv produksjon i praksis, og reduserer ledetider og vedlikeholdskostnader.

3D-printing – fra «science fiction» til industriell virkelighet

Digitalt lager — Digital Inventory, også kalt Digital Supply Network. Dette er en måte å koble sammen alle leverandører og sluttbrukere i energibransjen, og kombinere den digitale oppskriften med on-demand produksjon av reservedeler. Dette vil transformere forsyningskjeden. Equinor har gått sammen med TotalEnergies, Shell, ConocoPhillips, Vår Energi og Fieldnode for å utvikle og implementere dette globalt.

Hvorfor? Additive Manufacturing baner vei for det digitale varelageret

Additive Manufacturing er der den digitale verden møter den fysiske verden.

Kombinert med et digitalt inventar er det mulig å bestille digitale deler fra hvor som helst i verden, overføre filene digitalt og bestille lokal produksjon. Equinor har deltatt i utviklingen av Fieldnode Digital Inventory-løsningen og samarbeider nå med TotaltEnergies, Shell, ConocoPhillips, Vår Energi og Fieldnode for å implementere digitale lagerløsninger globalt. Fieldnode Digital Inventory er koblet til Equinors innkjøpssystem og de første digitale delene er bestilt, produsert og levert.

Illustrasjon som viser fordelene med 3D-printing: reduser ledetiden, reparasjon av deler, reparasjon på stedet, forbedret funksjonalitet, visualisering, reduserte kostnader, alternativt materiale, midlertidig reparasjon, digitalt varelager

Strategi

3D-printing er en av de prioriterte teknologiene i Equinor. Vår 3D-utskriftsstrategi er basert på fire pilarer: Bærekraft, kostnadseffektivitet, forbedret forsyningsrobusthet og lokale ringvirkninger.

Fordeler med AM

3D-printing gir muligheter for mer bærekraftig produksjon fordi det kutter ned på avfall og bruk av råvarer. Kombinasjonen av et digitalt lager med lokale 3D-utskriftsfasiliteter vil kutte ned på logistikk og transport.

Med Equinors digitale varelager kan vi kjøpe og bestille en spesifikk del fra hele verden. Ved å kjøpe en del via skyen vil det ikke være behov for transport over lange avstander. Den fysiske delen kan produseres når behovet melder seg, der du trenger det.

Planen for de neste 3-5 årene er å redusere den fysiske lagringen med 25%. Om 10 år er målet vårt å redusere den med 50%. Dette tilsvarer mange tonn utstyr. I dag fungerer denne beholdningen som en type forsikring i tilfelle noe skulle skje og vi trenger en del raskt for å sikre virksomheten. Dette åpner for et helt annet tankesett som gjør at vi kan ta ut store fortjenester: færre råvarer, mindre forbruk, reduserte kostnader/skatter og reduserte CO₂-utslipp.

Kostnadseffektivitet
Additive Manufacturing har bevist at det muliggjør reduserte vedlikeholdskostnader, reduserte lagerkostnader, reduserte kostnader knyttet til lange ledetider og forbedret ytelse.

Eksempler på reduserte vedlikeholdskostnader er muligheten til å 3D-skanne, redesigne og 3D-printe enhver del som mangler eller er foreldet. Et annet eksempel er muligheten for å reparere komponenter eller større konstruksjoner ved å bruke AM som reparasjonsmetode. Hvis komponenten er korrodert, erodert eller slitt kan nytt materiale legges til med perfekt resultat. Dette kan forlenge levetiden til utstyret og mange erstatningsprosjekter kan unngås.

Ved å innføre Digital Inventar utsettes den fysiske produksjonen til behovet er der. Derfor kan de fysiske varebeholdningene reduseres. Til slutt, har redusert ledetid på reservedeler ved bruk av AM allerede vist at vi kan redusere nedetiden etter tekniske havarier. Dette er alle eksempler på hvorfor vi bruker slagordet: «Fra just-in-case til just-in-time».

Se hvordan Equinor bruker 3D-printing og AM i praksis

Kostnadseffektivitet

AM reduserer vedlikeholdskostnader, lagerkostnader og kostnader knyttet til lange ledetider og forbedret ytelse. Eksempler på reduserte vedlikeholdskostnader er muligheten til å 3D-skanne, re-designe og 3D-printe enhver del som mangler eller er overflødig. Et annet eksempel er muligheten for å reparere komponenter eller større konstruksjoner ved å bruke AM som reparasjonsmetode. Hvis komponenten er korrodert, erodert eller slitt kan nytt materiale legges til med perfekt resultat. Dette kan forlenge levetiden til utstyret og mange erstatningsprosjekter kan unngås. Ved å innføre et digitalt varelager utsettes den fysiske produksjonen til behovet faktisk er der. De fysiske varebeholdningene kan derfor reduseres. Redusert ledetid på reservedeler ved bruk av AM har allerede vist at vi kan redusere nedetiden etter tekniske havarier. Dette er alle eksempler på hvorfor vi bruker slagordet: «From just-in-case to just-in-time».

Den største 3D-printede komponenten i energibransjen

En flens som brukes under installasjon av en sidepropell på Norne-skipet. Cirka tre meter i diameter og tre tonn tung. Den ble 3D-printet i Larvik. Grunnen til at 3D-printing ble brukt, var for å redusere leveringstiden fra 40 uker til 10 uker.
Benyttede materialer: stål og inconel.

Mer robusthet i forsyningen av reservedeler

Ved å flytte den fysiske produksjonen av reservedeler nær sluttbrukeren, vil leveringssikkerheten øke. AM er en av flere automatiserte produksjonsmetoder som er svært fleksible og bruker en 3D-modell som grunnlag for produksjon. En lokal fabrikk kan produsere en reservedel til en pumpe den ene dagen, til en ventil neste dag, og en del til et oppdrettsanlegg den tredje dagen.
Ved å bruke 3D-skanning, 3D-modellering og 3D-printing kan utgåtte deler gjenskapes. Vi kan sikre raskere produksjonstid med færre deler. Teknologien sikrer også større designfrihet. Vi kan 3D-printe strukturer som ikke er mulig å produsere med andre metoder, dette resulterer i komponenter som er sterkere, lettere eller har bedre ytelse.

Case eksempler:

1- Fra 40 til 10 uker leveringstid
Ved Oseberg feltsenter var det stort behov for å skifte ut fem hydrauliske ventilblokker. For å løse denne utfordringen brukte vi en 3D-printer. 3D-printing av en polymerkopi var en god måte å sikre at 3D-modellen var presis og korrekt. Resultatet? Mye kortere leveringstid. Den nødvendige tiden brukt etter tradisjonelle metoder er omtrent 40 uker. Ved bruk av en 3D-printer ble imidlertid leveringstiden redusert til 10 uker.

2- Mer fleksibel forsyningskjede
Med et fullt digitalt lager, lokale og moderne produksjonsanlegg, og bruk av droner for transport av 3D-printede reservedeler, blir hele forsyningskjeden vår mer fleksibel. Dette vil redusere utslipp og kostnader betydelig på grunn av færre ressurser brukt.

Lokale ringvirkninger

3D-printing gjør oss i stand til å skape ringvirkninger i lokalsamfunnene der vi opererer, skape verdier lokalt gjennom såkalt «homesourcing». De fleste 3D-printede delene som er tatt i bruk i Norge er produsert av en leverandør i Norge. Equinor støtter aktivt etableringen av knutepunkter for 3D-printere i Nord-Norge.

Med teknologien kan vi laste ned et design fra hvor som helst i verden – for eksempel på våre lokasjoner i Brasil, Nord-Norge eller Canada – og produsere det lokalt med 3D-printing. Det er effektivt for oss, og det bidrar til felleskap ved å skape lokale arbeidsplasser.

Case eksempler:

1- Verdensrekord i bransjen
På Norne-feltet produserte vi den største stål- og metallgjenstanden i vår bransje med 3D-printing. Med hele tre tonn var dette den første delen som er 3D-printet i en slik skala i bransjen. En av thrusterne på Norneskipet måtte skiftes ut som en del av vedlikeholdsprogrammet. For å sikre korrekt funksjonalitet måtte flensen skiftes samtidig. Ledetiden til en tradisjonell flens er 40 uker. Den 3D-printede flensen på 3m i diameter tok 10 uker å produsere – i Norge. Dette var mulig på grunn av samarbeidet mellom Equinor, Welmax, DNV og Kongsberg Maritime.

2- Økt etterspørsel etter nye tjenestefunksjoner
Med ny teknologi og forbedrede prosesser vil det være behov for jobber innenfor nye og ulike typer servicefunksjoner. 3D-printing har åpnet muligheter for sveiseroboter. Med dette følger en økt etterspørsel etter servicefunksjoner som robotprogrammering, innhenting av roboter, sveiseteknologi, for så å utføre dette arbeidet ute i felten.

3- Nye knutepunkter = nye jobber
La oss ta vårt arbeid i Norge for å eksemplifisere ytterligere. For å få liv i dette lokalt trenger vi knutepunkter som kan produsere nødvendige deler lokalt ved bestilling. Det vil være behov for knutepunkter i Hammerfest, på Helgelandskysten, i Bergen og på andre steder i nærheten av våre forsyningsbaser. Med dette blir det nye arbeidsplasser og ny verdiskaping som vi ikke har i dag.