3D打印的核能安全閥
以美國為例自2007年以來(lái)美國已投產(chǎn)了24座反應堆。為了確保這些工廠(chǎng)繼續安全運行并且避免再次發(fā)生過(guò)去的災難請經(jīng)常對其進(jìn)行維護和維修。但是KAERI團隊發(fā)現某些安全關(guān)鍵部件的短缺例如用于減輕堆芯壓力的化學(xué)和體積控制系統（CVCS）閥門(mén)。
具體而言CVCS用于在反應堆內執行流體供應或流量任務(wù)并且雖然可以部署在其他地方但安全級閥門(mén)始終必須滿(mǎn)足某些標準。例如核部件在部署之前必須通過(guò)水壓運行和流量測試并且以前證明按需創(chuàng )建足夠有彈性的組件是困難的。
閥門(mén)設備由三個(gè)獨立部分組成
根據KAERI科學(xué)家的說(shuō)法僅金屬3D打印還不足以替代傳統生產(chǎn)以制造核備用件。但是通過(guò)將定向能量沉積（DED）技術(shù)與5軸CNC加工相結合該團隊發(fā)現他們能夠以所需的極高精確度來(lái)制造復制品。
研究人員的鉻和鎳基閥門(mén)具有3D打印的閥體閥蓋和閥籠組裝后對300mm裝置進(jìn)行了嚴格的評估。在壓力測試期間發(fā)現設備的層邊界充當殘余應力的焦點(diǎn)從而使強度降低了7-8％。
同樣當CVCS在1100攝氏度的熱等靜壓機（HIP）中進(jìn)行后處理時(shí)其完整性降低了33％比傳統閥門(mén)高出18％。不過(guò)就穩定的性能及其“疲勞極限”而言這種增材制造的設備的抗拉強度為202.6 MPa優(yōu)于商用產(chǎn)品。
總體而言研究小組得出結論盡管對熱處理產(chǎn)生了反應但其附加閥的恒定強度足以使其最終使用?？紤]到該小組的CECS復制了1類(lèi)類(lèi)別的組件國際原子能機構的核監管機構會(huì )將其歸類(lèi)為“其失效會(huì )導致嚴重程度高的后果的部分”。3D打印部件的強度確實(shí)得到了高度贊揚。
