第一個(gè)階段是“形似”。這基本上是當(dāng)前各行業(yè)在運(yùn)用3D打印時(shí)都走過的路，就是要打印出外觀尺寸與現(xiàn)有部件相近的部件或部件組合，先解決從無到有的問題。在這一階段中，用于3D打印的材料，可以采用現(xiàn)在市面上現(xiàn)成的粉末或絲材。目前，國(guó)內(nèi)主要的核燃料廠已經(jīng)邁出了第一步，如中核北方核燃料元件有限公司完成了CAP1400型燃料組件的管座樣品打印，中核建中核燃料元件有限公司成功打印出了CF3型燃料組件的下管座樣品及鎳基合金格架樣品。

3D打印對(duì)于設(shè)計(jì)院所來說，也是一個(gè)非常得力的幫手。一種新堆型、新燃料元件，從設(shè)計(jì)到定型，需要經(jīng)過一系列的論證、驗(yàn)證過程，有時(shí)還需要制作模型進(jìn)行試驗(yàn)。拿燃料組件來說，很多關(guān)鍵部件的新設(shè)計(jì)或改進(jìn)，都需要加工試驗(yàn)件，進(jìn)行熱工水力及其它相關(guān)的試驗(yàn)。當(dāng)前的做法是，由核燃料廠按照設(shè)計(jì)要求在生產(chǎn)線上進(jìn)行試制，試制的過程涉及到生產(chǎn)線的設(shè)備、人員等方面的調(diào)配，有時(shí)還需要研制專用的設(shè)備或工裝，不但研制周期長(zhǎng)，成本還非常高。如果采用3D打印的方式進(jìn)行加工，則可以用較低的成本、較短的時(shí)間獲得試驗(yàn)結(jié)果，省時(shí)省力，還便于修改。

第二個(gè)階段是“神似”。即在前期打印試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過細(xì)致深入的性能分析，掌握打印部件的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)、缺陷，乃至輻照性能等特性。如果這些性能都能夠滿足設(shè)計(jì)技術(shù)條件的要求，3D打印的部件就可以進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用階段。這種實(shí)際應(yīng)用也必然會(huì)經(jīng)歷從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從輔助部件到重要部件、從堆外到堆內(nèi)這么一個(gè)過程。今年9月，有報(bào)道稱，中廣核利用3D打印技術(shù)成功制造出核電站復(fù)雜流道儀表閥閥體，并證實(shí)了其化學(xué)成分和基礎(chǔ)力學(xué)性能滿足國(guó)際核電標(biāo)準(zhǔn)RCC-M的要求，該部件的工程應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)金屬3D打印制造部件在核電領(lǐng)域應(yīng)用“零”的突破。

在這一階段，再使用普通的冶金粉末等材料可能就無法滿足要求了，需要針對(duì)核行業(yè)的特點(diǎn)，研制核行業(yè)3D打印專用粉末或絲材，優(yōu)化其物理及化學(xué)特性，從根本上解決原材料的來源問題。

第三個(gè)階段，是實(shí)現(xiàn)完全意義上的3D打印的工程化設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

3D打印目前面臨的最大問題是，這些打印件沒有生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，沒有質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有安全認(rèn)證，屬于“三無”產(chǎn)品。

要發(fā)展3D打印，必須依靠標(biāo)準(zhǔn)化的支撐和引領(lǐng)作用。當(dāng)前，3D打印的標(biāo)準(zhǔn)體系建立尚處于起步階段。2014年，我國(guó)正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC 261增材制造技術(shù)委員會(huì)的成員國(guó)，并于今年成立了全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 562)，全面啟動(dòng)了3D打印標(biāo)準(zhǔn)化工作。今年9月，由中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)信息化專業(yè)委員會(huì)主辦的3D打印技術(shù)在核能行業(yè)應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)在中核建中核燃料元件有限公司召開，同時(shí)成立了3D打印標(biāo)準(zhǔn)體系的組織機(jī)構(gòu)，正式啟動(dòng)核行業(yè)3D打印標(biāo)準(zhǔn)體系的策劃工作。

一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，應(yīng)當(dāng)包含設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、試驗(yàn)、運(yùn)行、維護(hù)的全過程，尤其是質(zhì)量技術(shù)評(píng)價(jià)體系，必須全面而科學(xué)，以確保3D打印在核方面的應(yīng)用的腳步能夠走得穩(wěn)，走得扎實(shí)，做到設(shè)計(jì)有依據(jù)、檢測(cè)有標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)有規(guī)范、評(píng)價(jià)有準(zhǔn)則。到了這個(gè)階段，核能行業(yè)不會(huì)再滿足于用3D打印的方式來實(shí)現(xiàn)既有的設(shè)計(jì)，而是基于3D打印的特點(diǎn)進(jìn)行的全過程適應(yīng)。

但有一點(diǎn)必須要清醒認(rèn)識(shí)到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病，它只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合， 才有更大生存空間。