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美国橡树岭实验室3D打印核部件测试成功

2025-07-21 09:02     来源:中国核技术网     美国 橡树岭实验室 3D打印 3D打印美国

美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)在核部件创新领域取得新进展,于高通量同位素反应堆(HFIR)上成功测试了两个3D打印不锈钢实验舱。

ORNL研究人员在其实验室的制造示范设施中使用激光粉末床系统,3D打印了用于辐照实验的316H不锈钢胶囊。该胶囊为实验提供了压力和密封屏障,这是一项至关重要的安全措施。图片来源:ORNL,美国能源部

此次测试的3D打印胶囊由ORNL研究人员在其制造示范设施(MDF)中,使用激光粉末床系统以316H不锈钢为材料制成。该钢种因具备优异的高温强度、耐腐蚀和抗辐射性能,以及成熟的核级性能和焊接性而被选用。这些胶囊在辐照实验中用于容纳样品材料,为实验提供压力和密封屏障,是确保实验安全的关键措施。

组装并验证有效性后,这些胶囊被放入HFIR装置中,经历了长达一个月的辐照测试,最终完好无损地被取出。这一成果证明了增材制造部件能够满足核应用所需的严格安全标准,为未来使用增材制造技术生产核部件设计奠定了基础。

ORNL MDF主任Ryan Dehoff表示,随着打印部件可靠性的证明,增材制造有望成为生产其他关键反应堆部件的标准做法。HFIR提供了世界上最高的中子通量环境之一,有助于研究人员在核反应堆等条件下测试和鉴定燃料和材料。然而,制造和鉴定用于辐照的实验舱成本高昂且耗时,增材制造技术则能显著简化开发过程,降低成本和时间,推动核科学技术的创新。

橡树岭国家实验室核能与燃料循环部门负责人理查德·霍华德指出,增材制造将扩展团队的工具集,以开发创新实验,支持先进反应堆技术适应恶劣条件的关键需求。

据悉,这项工作由美国能源部核能办公室先进材料和制造技术项目赞助。HFIR是美国能源部科学办公室的用户设施,而MDF则由美国能源部先进材料和制造技术办公室支持,是一个与ORNL合作推动美国制造业转型的全国性合作联盟。



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