石油和天然气行业上游的勘探设备和下游的冶炼设备与发电站的情况类似，每台设备涉及到大量的不计其数的零部件，设备的服役时间长，要保有这些备品备件是非常昂贵和耗费库存的事情。更何况在零件研发端，针对不同的要求，设备还需要具备定制化的特点，3D打印的灵活性带来了在这一领域的应用空间。
对于石油和天然气这样的重工业行业来说，3D打印可以显著减少零部件原型、制造、维修和重新设计所需的时间。这对于那些因距离比较远而导致普通零部件的供应受到限制，或者经常会由于运输和海关清关的问题导致时间延误的公司来说是非常有价值的。
2016年3月1日，在迪拜举办的Gartner Symposium/ITxpo会议上，Gartner认为到2019年会有大约10％的石油和天然气行业的公司将部分依赖3D打印技术生产。从长远来看，3D打印甚至可以改变组件的设计。
因此，不足为奇的是一些上游的石油天然气公司，包括石油和天然气运营商，油田服务企业和设备制造商，已经在接触3D打印技术，特别是作为研发工具。这里面需要重视的问题是知识产权，如何使用3D打印技术合法、安全地复制零部件是石油天然气这样的高科技行业面临的问题。
领导人需要解决诸如防止知识产权盗窃和伪造的问题，保证3D打印部件的耐用性和高性能，并使工程和企业架构师参与实现安全性的最佳实践。
除了知识产权这一巨大的挑战，Gartner进一步警告数据存储的问题，由于勘探设备分布在复杂的地理位置上，并且彼此之间分散的性质，在通过3D打印更换备品备件的问题上，管理者需要考虑如何按照行业和政府标准来传送或分享数据。使得离设备最近的3D打印服务企业可以就近提供零件支持。
虽然面临着重重障碍，但是Gartner认为，3D打印在石油和天然气行业的应用前景利远大于弊。3D打印的使用不仅将改善现有的业务流程和产品，也将带来创新，新的商业模式和新的竞争方式。
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