英國原子能局（UKAEA）最近引入了兩台先進的 3D 打印機，這些機器採用互補的方法來製造未來核聚變反應堆的部件。這些機器將生產能夠承受核聚變電廠內極端條件的組件，包括高溫、強烈的中子負荷和強大的磁場。
在新開放的中央支援設施（CSF）中，這些機器的亮相標誌著核聚變製造的一個重要進展。其中一台電子束機器將用於將鎢整合到部件中，而選擇性激光製造系統則將用於其他應用。根據 UKAEA 的說法，這些組件需要複雜的材料組合和精確的工程技術。
UKAEA 的製造、安裝和維護部門負責人 Roy Marshall 表示，未來的核聚變電廠將需要數以千計甚至百萬計的組件，這些組件具有能夠承受核聚變環境極端條件的複雜幾何形狀。
增材製造技術非常適合小批量生產精細設計，這使其成為核聚變的理想選擇，因為未來每台機器都將高度專業化並需要定制部件。Marshall 認為，增材製造對於以可商業化的規模開發這些組件至關重要。
首台機器是由瑞典公司 Freemelt 生產的 eMELT 電子束粉床熔融系統（E-PBF），該系統使用電子束將鎢粉熔融為接近 100% 密度的近固體部件。它將用於將鎢這種超堅固材料層疊到其他與核聚變相關的金屬上，如銅鉻鋯、無縫鋼和 Eurofer 97 鋼。
第二台機器是由 Nikon SLM Solutions 製造的 SLM280 選擇性激光熔融機，並由 Kingsbury Machine Tools 提供，將用於試驗對於核聚變未來至關重要的複雜幾何形狀和材料組合。
這兩種方法將支持生產在運行過程中暴露於極端溫度的等離子體面部件，並減少對傳統技術如焊接的依賴，從而最小化製造步驟和連接過程。
Marshall 詳細說明了這兩台 3D 打印機將證明核聚變部件可以在生產規模上打印，從而使行業能夠開發原本在商業上不可行的部件。3D 打印顯著降低了未來核聚變開發的精密製造成本，並使部件和複雜幾何形狀的生產效率高於傳統製造方法。
這些機器將開始進行實驗，以評估增材製造材料的特性，隨後將進行早期生產，涉及鎢和銅鉻鋯的層疊。
核聚變代表了未來的能源，但這一願景只有通過大膽的創新和可靠的合作才能實現。
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