3D打印与增材制造：核能建筑的革新之路

来自 实验室仪器网

在改变核基础设施建设方式方面迈出了大胆的一步，实验室的能源部制造示范设施，成功开发并验证了大型3D打印聚合物复合材料模板，用于铸造复杂的高精度混凝土结构，使用传统方法生产这些结构在技术上具有挑战性且成本高昂。

屏蔽演示的3D打印模型是KairosPower和Barnard将用于建造Hermes反应堆设施部分部件的表格的前身。每个部分的尺寸约为10英尺x10英尺，堆叠三个单元以形成一根柱子。

3D打印模板或模具的使用实现了创新的结构设计，是基础设施规模建设的一次飞跃，KairosPower打算在未来的商业工厂中更大规模地利用这一点。复合材料模板大大缩短了生产时间，使具有独特几何形状的复杂结构部件能够在几天而不是几周内“现浇”建造。与依赖钢或木模板的传统方法相比，这种转变可能成本高昂、不精确且耗时，这一转变标志着核施工方法的重大进步。

在过去的十年中，MDF引领了从3D打印汽车和房屋到创建实时鉴定零件的数字工具，取得了首创的重大努力。这些登月计划帮助重新定义了制造业的可能性，现在它们正在应用于核能现代化的挑战。

Blandford解释说，在探索预制混凝土系统的选择时，KairosPower收到了商业合作伙伴的建议，与MDF进行谈判。MDF的协作方法支持KairosPower专注于使用快速学习周期来加速技术部署。

这个项目完全符合我们的迭代开发方法，通过首先建造和测试立柱模具，我们能够改进我们的方法，尽早与监管机构接触，并在我们扩大Hermes和未来工厂的施工方法之前降低风险。从第一天起，这一直是我们战略的核心部分。

KairosPower的Janus柱展示了该公司为Hermes生物防护罩设计的新颖元素——围绕核反应堆建造的厚混凝土结构，可在运行过程中吸收辐射，保护工人。

该项目得到了多个行业合作伙伴的支持，他们共同建立了增材制造支持的核基础设施新供应链。巴纳德发挥了关键作用，实施和调整了3D打印模板，提供实时反馈，并即时整合设计更改以提高可施工性并实现快速部署。该项目的成功源于合作伙伴之间的沟通。

这些模板必须承受它们被设计为成型的重型混凝土所施加的巨大压力。ORNL的复合材料创新组负责人表示，挑战不仅在于几何精度，还在于模具需要在高应力下保持其结构完整性。这需要机械弹性以及创新的设计和打印策略，突破了增材制造在结构应用中可以实现的极限。

该项目体现了如何利用先进制造业对基础设施中最传统的建筑行业之一进行现代化改造。我们正在利用增材制造的优点——模块化、灵活性、快速迭代，并将其应用于核能，这个项目表明，我们可以用新技术突破旧方法，降低门槛、降低风险并加快施工时间。

通过证明核能建设可以采用制造实践——从设计敏捷性到快速部署——该项目为降低未来反应堆的成本和时间表提供了令人信服的愿景。

» 仪器设备 购买 咨询