3D-печать для ядерной энергетики. Ученые изготовили стальной корпус реактора с помощью трех роботов

Об этом пишет издание Interesting Engineering .

Исследователи Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) и их промышленные партнеры испытывают технологии аддитивного производства, роботизированные системы и искусственный интеллект, чтобы сократить сроки изготовления крупных промышленных компонентов.

Одним из ключевых демонстрационных проектов стал стальной корпус высотой около 0,9 метра и длиной 1,5 метра. Он был изготовлен с помощью системы из трех роботизированных манипуляторов MedUSA. Они послойно наносили расплавленный металл, формируя конструкцию со сложной куполообразной геометрией.

Такой подход должен стать альтернативой традиционному производству корпусов реакторов, требующему использования крупных металлических поковок и сварки. В США возможности изготовления подобных крупногабаритных деталей ограничены, что может приводить к длительному ожиданию необходимых компонентов.

Демонстрация состоялась в рамках мероприятия Materials and Manufacturing Innovation Days в ORNL. В нем приняли участие более 350 представителей промышленности, энергетики, технологического сектора и государственных структур. Участники обсуждали способы ускоренного внедрения новых производственных технологий.

Еще одним примером стал крупный защитный элемент для контейнеров с отработавшим ядерным топливом. Он был изготовлен совместно с Университетом штата Мэн из полимерного материала, армированного стекловолокном. Конструкция предназначена для защиты контейнеров во время транспортировки и может заменить традиционные деревянные решения.

По словам директора Manufacturing Demonstration Facility Райана ДеХоффа, лаборатория стремится учитывать потребности производителей и требования цепочек поставок еще на этапе исследований. Это должно помочь быстрее переводить разработки из лаборатории в промышленное производство.

Отдельной проблемой остается сертификация напечатанных деталей. Сам факт изготовления компонента методом 3D-печати еще не означает, что его можно использовать в реальном ядерном оборудовании.

Чтобы ускорить этот процесс, ORNL совместно с Национальной лабораторией Айдахо начала работу над стандартизацией цифровых методов контроля. Исследователи планируют использовать датчики, работающие в режиме реального времени, машинное обучение и алгоритмы обнаружения дефектов непосредственно в процессе печати.

Цель состоит в том, чтобы получать данные для сертификации компонентов ядерной и энергетической отраслей, изготовленных методом 3D-печати, за месяцы, а не за годы.