美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)在核部件創(chuàng)新領(lǐng)域取得新進展，于高通量同位素反應(yīng)堆(HFIR)上成功測試了兩個3D打印不銹鋼實驗艙。

ORNL研究人員在其實驗室的制造示范設(shè)施中使用激光粉末床系統(tǒng)，3D打印了用于輻照實驗的316H不銹鋼膠囊。該膠囊為實驗提供了壓力和密封屏障，這是一項至關(guān)重要的安全措施。圖片來源：ORNL，美國能源部

此次測試的3D打印膠囊由ORNL研究人員在其制造示范設(shè)施(MDF)中，使用激光粉末床系統(tǒng)以316H不銹鋼為材料制成。該鋼種因具備優(yōu)異的高溫強度、耐腐蝕和抗輻射性能，以及成熟的核級性能和焊接性而被選用。這些膠囊在輻照實驗中用于容納樣品材料，為實驗提供壓力和密封屏障，是確保實驗安全的關(guān)鍵措施。

組裝并驗證有效性后，這些膠囊被放入HFIR裝置中，經(jīng)歷了長達一個月的輻照測試，最終完好無損地被取出。這一成果證明了增材制造部件能夠滿足核應(yīng)用所需的嚴格安全標準，為未來使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)核部件設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

ORNL MDF主任Ryan Dehoff表示，隨著打印部件可靠性的證明，增材制造有望成為生產(chǎn)其他關(guān)鍵反應(yīng)堆部件的標準做法。HFIR提供了世界上最高的中子通量環(huán)境之一，有助于研究人員在核反應(yīng)堆等條件下測試和鑒定燃料和材料。然而，制造和鑒定用于輻照的實驗艙成本高昂且耗時，增材制造技術(shù)則能顯著簡化開發(fā)過程，降低成本和時間，推動核科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新。

橡樹嶺國家實驗室核能與燃料循環(huán)部門負責(zé)人理查德·霍華德指出，增材制造將擴展團隊的工具集，以開發(fā)創(chuàng)新實驗，支持先進反應(yīng)堆技術(shù)適應(yīng)惡劣條件的關(guān)鍵需求。

據(jù)悉，這項工作由美國能源部核能辦公室先進材料和制造技術(shù)項目贊助。HFIR是美國能源部科學(xué)辦公室的用戶設(shè)施，而MDF則由美國能源部先進材料和制造技術(shù)辦公室支持，是一個與ORNL合作推動美國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的全國性合作聯(lián)盟。