英国原子能机构开发用于聚变部件的 3D 打印技术

2025-07-29 08:57  来源:中国核电网    英国核电  核聚变

英国原子能管理局已开始使用两台增材制造(或 3D 打印)机器,它们采用互补方法制造聚变机器的高度专业化的组件。(图片:英国原子能管理局)英国原子能管理局(UKAEA)代表英国政府开展聚变能研究,负责监督英国的聚变项目,该机构表示:未来聚变电站的组件必须在复杂且极具挑战性的条件下运行,包括极端温度、高中子负荷和强磁场。因此,它们需要复杂的材料组合和精密的工程设计。报告称,增材制造非常适合生产设计复杂且产量较小的材料,使其成为核聚变...


英国原子能管理局已开始使用两台增材制造(或 3D 打印)机器,它们采用互补方法制造聚变机器的高度专业化的组件。


(图片:英国原子能管理局)

英国原子能管理局(UKAEA)代表英国政府开展聚变能研究,负责监督英国的聚变项目,该机构表示:“未来聚变电站的组件必须在复杂且极具挑战性的条件下运行,包括极端温度、高中子负荷和强磁场。因此,它们需要复杂的材料组合和精密的工程设计。”

报告称,增材制造“非常适合”生产设计复杂且产量较小的材料,使其成为核聚变等领域的理想选择。英国原子能管理局相信,3D打印技术在未来的核聚变领域将发挥重要作用,降低这类精密制造的成本。

英国原子能管理局在其最近开放的中央支持设施(CSF)中投入使用了一台电子束增材制造机和一台选择性激光制造机。

Freemelt 公司制造的 eMELT 电子束粉末床熔合 (E-PBF) 增材制造设备将利用电子束技术将钨粉末熔合成密度几乎 100% 的固体部件。eMELT 设备将用于将钨层压到其他材料上,例如铜铬锆合金、不锈钢以及 Eurofer 97(一种专为熔合设备开发的特殊钢材)。

SLM280 选择性激光制造机将用于试验如何生产具有复杂几何形状和材料组合的部件,这些部件对于核聚变工厂的成功至关重要。SLM280 由尼康 SLM 公司制造,Kingsbury Machine Tools 公司提供,并由 Additure 公司提供支持。

这两种3D打印技术都将支持制造在其运行生命周期内将暴露于极端温度的面向等离子体的部件。这些设备还将减少对焊接等传统技术的依赖,从而减少制造工序和连接工艺的数量。

英国原子能管理局制造、安装和维护运营主管罗伊·马歇尔表示:“使用这些机器将使零件和几何形状的生产效率比传统制造方法更高。许多公司要么拥有电子束机器,要么拥有选择性激光制造技术,但在同一家工厂内同时拥有这两种生产能力,并且能够大规模生产零部件,这在核聚变行业尚属首次。”

英国原子能机构表示,目前正致力于为未来聚变能源工厂至关重要的大规模生产寻找商业合作伙伴。

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