同樣，3D打印技術(shù)在核工業(yè)領(lǐng)域具有不容忽視的潛力。當(dāng)前，3D打印技術(shù)已被應(yīng)用于核工業(yè)：英國(guó)的Sellafield核反應(yīng)基地通過三維掃描和3D打印技術(shù)來(lái)制造低放射性廢物容器用于移動(dòng)核反應(yīng)垃圾；印度原子能部先進(jìn)技術(shù)的Raja Ramanna中心，利用激光直接制造系統(tǒng)制作核反應(yīng)器原型；中國(guó)的中核北方核燃料元件有限公司通過選擇性激光融化技術(shù)打印燃料元件；英國(guó)核電站通過電弧焊增材制造技術(shù)制作高性能部件……”

3D打印-在核工業(yè)領(lǐng)域的探索

　　當(dāng)然，要滿足核工業(yè)的要求，微觀層面的機(jī)械性能很重要，包括材料的尺寸分布、組合成份、熱加工性能等。不僅僅是3D打印技術(shù)本身，包括材料的后處理達(dá)到高溫下力學(xué)性能的要求亦面臨著極大的挑戰(zhàn)。

　　雖然，核工業(yè)中所涉及的許多特殊材料可能并不適合當(dāng)前的3D打印技術(shù)水平，包括變頻器、壓力傳感器、激光發(fā)射、熱電池和遙控器等項(xiàng)目，不僅帶電而且還是動(dòng)態(tài)的。但是3D打印仍存在不少可嘗試的領(lǐng)域，可用于3D打印的金屬包括：鈦、鎳鉻合金、高鎳不銹鋼和其他低碳鋼。另外耐腐蝕塑料，碳纖維對(duì)高腐蝕的UF6來(lái)說是比較好的選擇。

　　3D打印用于核工業(yè)，一切在探索與發(fā)展中，讓我們通過幾個(gè)典型的案例更清晰地領(lǐng)略當(dāng)3D打印與核工業(yè)相遇，會(huì)帶來(lái)什么？

選擇性激光融化-中國(guó)中核北方核燃料元件的3D打印

　　低放射性廢物容器打印-英國(guó)Sellafield核基地的逆向工程嘗試

　　1940年代建設(shè)的英國(guó)Sellafield核基地是世界上最古老的核工業(yè)基地之一，該工廠的零件很多是一次性設(shè)計(jì)的，要更換這樣的零件必須是定制的，這是個(gè)昂貴且耗時(shí)的過程。3D打印技術(shù)提供了一個(gè)新機(jī)會(huì)，使得組件相對(duì)快速和容易被更換，節(jié)省了時(shí)間和納稅人的金錢。

　　在對(duì)40噸垃圾中轉(zhuǎn)集裝箱更換蓋子的設(shè)計(jì)方面，通過掃描和3D打印技術(shù)，單個(gè)零件不僅比傳統(tǒng)的加工方式節(jié)約了六個(gè)月的加工時(shí)間，而且還節(jié)約了4萬(wàn)多美金。

反應(yīng)器模型的制造

　　位于法國(guó)圣保羅岡的國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆－ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)，是世界上最昂貴和最復(fù)雜的核試驗(yàn)反應(yīng)堆機(jī)構(gòu)。

　　ITER在美國(guó)的團(tuán)隊(duì)：美國(guó)國(guó)家橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室通過3D打印核反應(yīng)器塑料模型和金屬原型的方法來(lái)降低ITER的研究運(yùn)營(yíng)成本。

　　在電腦中查看核反應(yīng)器設(shè)計(jì)的模型時(shí)候，通常很難對(duì)反應(yīng)器的每個(gè)部位產(chǎn)生直觀的感受，而且很容易產(chǎn)生疲勞感。3D打印的模型解決了這一問題，科學(xué)家不僅獲得直觀的感覺，并且還可以用手觸摸，提出修改意見。

　　金屬零件的設(shè)計(jì)探索過程中亦是如此，如果要制作一個(gè)1比1的金屬零件，那需要上噸重的材料，并且十分昂貴，通過3D打印縮小比例的金屬零件，例如打印中斷緩解系統(tǒng)的快速氣體閥門，來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷以及需要優(yōu)化的地方，從而減少設(shè)計(jì)迭代的成本，周期和環(huán)節(jié)。

　　同樣的嘗試，作為工程和物理科學(xué)研究理事會(huì)（EPSRC）資助的項(xiàng)目，英國(guó)劍橋大學(xué)通過3D打印模型來(lái)輔助研究釷能，以期通過尋找新時(shí)代的核動(dòng)力，幫助英國(guó)實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)和能源安全的目標(biāo)。

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