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核研究人員使用Freemelt EBM金屬3D打印機(jī)開發(fā)新材料

3D打印動(dòng)態(tài)
2023
09/06
16:41
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評(píng)論
本帖最后由 冰墩熊 于 2023-9-6 16:43 編輯

2023年9月6日,南極熊獲悉,電子束3D打印制造商Freemelt最近從匈牙利核研究所(ATOMKI)獲得了Freemelt ONE系統(tǒng)的訂單。這一合作被認(rèn)為是3D打印技術(shù)在核材料科學(xué)高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。

△匈牙利核研究所

電子束粉末床熔融(E-PBF)系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模雖然相對(duì)較小,但正在不斷增長(zhǎng)。在過去,GE的Arcam系列主導(dǎo)了E-PBF領(lǐng)域,但現(xiàn)在已經(jīng)涌現(xiàn)出一些由成熟公司支持的參與者,包括JEOL、Wayland Additive和Probeam。然而,F(xiàn)reemelt的獨(dú)特之處不僅在于,該公司在這一領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)時(shí)間比這些新進(jìn)入者更長(zhǎng),還在于它采用的開放式架構(gòu)方法。


Freemelt系統(tǒng)具備6 Kw的電子束槍和高達(dá)1200°C的床溫等先進(jìn)功能,使其成為研究新材料和先進(jìn)3D打印方法的研究機(jī)構(gòu)的理想選擇。這一合作將進(jìn)一步推動(dòng)電子束3D打印技術(shù)在核材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。ATOMKI作為匈牙利核研究所,對(duì)于核能研究和應(yīng)用有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。通過與Freemelt的合作,ATOMKI將能夠利用電子束3D打印技術(shù)來制造核材料相關(guān)的組件和部件,為核能領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供更加先進(jìn)和高效的解決方案。

Atomki教授、Kalman Vad博士說道:“開放式架構(gòu)和光束特性的自由參數(shù)化使Freemelt ONE成為研究目的的理想工具!

△Freemelt ONE開源E-PBF 3D打印機(jī)

在能源應(yīng)用方面,F(xiàn)reemelt ONE針對(duì)能夠承受核反應(yīng)堆極端條件的材料進(jìn)行了專門優(yōu)化。例如,F(xiàn)reemelt重點(diǎn)關(guān)注的核心材料之一是鎢,該材料以其出色的耐熱性和適用于輻射屏蔽而聞名。這使得Freemelt ONE成為聚變和裂變反應(yīng)堆應(yīng)用的理想選擇。此外,該打印機(jī)還具備獨(dú)特的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能,可以在組件創(chuàng)建過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這一功能為開發(fā)過程提供了寶貴的實(shí)時(shí)信息,幫助研究人員更好地了解和優(yōu)化打印過程作為匈牙利原子和核物理領(lǐng)域的領(lǐng)先設(shè)施之一,ATOMKI計(jì)劃將Freemelt ONE用于包括表面科學(xué)和表面拓?fù)湓趦?nèi)的一系列應(yīng)用。這涉及通過一種稱為非絕熱合金化的方法,創(chuàng)建新的表面結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料。

△電子束3D打印部件

3D打印在核電領(lǐng)域的興起

隨著全球?qū)p少碳排放和應(yīng)對(duì)不斷上漲的化石燃料價(jià)格的需求增加,核能成為備受關(guān)注的話題。人們開始關(guān)注核能在能源系統(tǒng)中提供穩(wěn)定性的能力,尤其是考慮到可再生能源如風(fēng)能和太陽(yáng)能的局限性時(shí)。

然而,核能行業(yè)一直被視為風(fēng)險(xiǎn)高、成本高的行業(yè),但隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步,它正逐漸受益于這一技術(shù)。從大學(xué)到私營(yíng)公司,各種組織都在利用3D打印來提高核能的效率和成本效益。


例如,匹茲堡大學(xué)以及通用電氣和日立等公司,正在開展旨在降低核能增材制造成本的項(xiàng)目。西門子已成功在運(yùn)行的核電站中安裝了3D打印部件,展示了該技術(shù)在維護(hù)和更換方面的實(shí)用性。愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,正在分別探索用于安全測(cè)試和燃料回收的3D打印技術(shù)。在中國(guó),研究人員也在使用3D打印來開發(fā)聚變反應(yīng)堆組件。

這些努力表明,3D打印可以優(yōu)化供應(yīng)鏈傳輸、減少質(zhì)量,甚至減少裝配過程中的人為錯(cuò)誤。因此,3D打印有望對(duì)技術(shù)復(fù)雜且對(duì)全球能源基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要的行業(yè)產(chǎn)生變革性影響。Freemelt的技術(shù)正在邁向這一重大轉(zhuǎn)變,為重塑行業(yè)提供了關(guān)鍵的解決方案。




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