3D打印的钼材质部件为核反应堆的设计推开了一扇门
2021-04-19 09:44 来源:地质云 编辑:矿材网

 近日,美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)和BWX Technologies公司开发了一种新方法,使用3D打印制造符合标准的高温核反应堆部件。总部位于弗吉尼亚州的核燃料和部件供应商BWX Technologies,成功应用3D打印技术制造了用于核动力推进设计的核心结构部件,这在以前是常规制造方法无法实现的。


  BWX与橡树岭国家实验室的研究人员合作,使用电子束熔化系统打印钼材质的复杂零件(钼是一种耐高温、耐磨损的难熔属)。在打印过程中,以数字化手段捕获每一毫米厚的层,然后将其用于鉴定组件的完整性。美国能源部核能办公室于2018年为该项研究提供了近1000万美元的资助,用于增材制造和数据科学创新。


  橡树岭国家实验室的材料学家Michael Kirka表示,该项目中他们利用了材料加工学方面的核心专业知识,为核能应用的苛刻要求提供了有针对性的解决方案。


  考虑到使用坚固的材料制造部件所需要的极端环境,难熔材料(如钼)的制造极为困难。该团队利用橡树岭国家实验室的设施能够设计复杂的几何图形,这是常规工艺无法实现的。如今,能够生产达到零部件级别要求的材料(如钼),为新型先进反应堆的设计推开了一扇门,可能以较低的成本产生更高的效率。


  BWX的总裁Joe Miller表示,该案例说明成本分担项目(cost-share program)能为核工业带来巨大收益,该项目利用了BWX的设计、数据科学、先进制造方面的专业知识,以及橡树岭国家实验室的设施和领域专家,实现了耐高温材料领域史无前例的制造工艺。


  在进行充分探索和测试后,BWX的最新工艺有望实现商业化,这将大幅降低未来核反应堆的总体开发和制造成本。


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