3D打印机将助力英国核聚变实验室制造承受极端力的部件

今日快讯 2025年10月27日 23:04 7 admin

研究人员委托了一台电子束3D打印机来制造钨基组件，同时一台激光打印机将负责处理复杂的聚变部件。

英国原子能管理局（UKAEA）已委托了两台先进的3D打印设备，它们使用互补的方法为未来的聚变反应堆生产部件。

据报道，这些机器将制造出能够承受聚变电站内部极端条件的部件，包括高温、强中子载荷和强磁场。

在新落成的中央支持设施（CSF）揭幕的这两台机器标志着聚变制造领域的一大进步：一台将用于将钨融入部件的电子束机器，以及一套选择性激光制造系统。

据英国领先的聚变能研究机构UKAEA称，这些部件需要复杂的材料组合和精密的工程。

“未来的聚变电站将需要成千上万 —— 甚至数百万个 —— 具有复杂几何形状并能承受聚变环境极端条件的部件，”UKAEA制造、安装和维护运营负责人罗伊·马歇尔解释道。

新设施内部

增材制造非常适合小批量生产复杂的设计。这使其成为聚变领域的理想选择，因为在不久的将来，每台机器都将高度专业化，并需要定制部件。

“UKAEA相信，增材制造对于大规模开发这些部件至关重要，这将使聚变能具备商业可行性，”马歇尔说。

第一台设备是由瑞典公司Freemelt制造的eMELT电子束粉末床熔融（E-PBF）系统，它使用电子束将钨粉末熔合成为密度接近100%的近实心部件。

它将用于将钨（一种对面向等离子体的表面至关重要的超坚韧材料）分层沉积到其他与聚变相关的金属上，如铜铬锆合金、不锈钢和Eurofer 97钢。

与此同时，第二台设备是由尼康SLM解决方案公司（Nikon SLM Solutions）制造、金斯伯里机床公司（Kingsbury Machine Tools）提供的SLM280选择性激光熔化（SLM）机器，它将用于试验对聚变未来至关重要的复杂几何形状和材料组合。

这两种方法都将支持生产在运行过程中暴露于极端温度下的面向等离子体的部件。它们还将减少对焊接等传统技术的依赖，最大限度地减少制造步骤和连接工艺的数量。

清洁能源始于聚变

马歇尔详细阐述道，这两台3D打印设备将证明聚变部件可以按生产规模进行打印，使该行业能够开发出原本商业成本过高的部件。

值得注意的是，3D打印有助于降低未来聚变发展中精密制造的成本。马歇尔进一步表示，这些设备将使部件和复杂几何形状的生产比传统制造方法更高效。

“许多公司可能拥有电子束设备或选择性激光制造技术，但在一处同时拥有这两种能力 —— 并且能够大规模生产部件 —— 在聚变行业尚属首次，”他在一份新闻稿中表示。

这些设备现在将开始进行实验，以评估增材制造材料的性能。随后将进行涉及钨和铜铬锆合金分层沉积的早期生产。

“聚变代表着能源的未来 —— 但它只有通过大胆的创新和值得信赖的合作才能实现，”尼康SLM解决方案公司英国及北欧区域业务总监克里斯托夫·贝尔富特总结道。

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