英國(guó)原子能管理局已開始使用兩臺(tái)增材制造(或 3D 打印)機(jī)器，它們采用互補(bǔ)方法制造聚變機(jī)器的高度專業(yè)化的組件。

(圖片：英國(guó)原子能管理局)

英國(guó)原子能管理局(UKAEA)代表英國(guó)政府開展聚變能研究，負(fù)責(zé)監(jiān)督英國(guó)的聚變項(xiàng)目，該機(jī)構(gòu)表示：“未來聚變電站的組件必須在復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性的條件下運(yùn)行，包括極端溫度、高中子負(fù)荷和強(qiáng)磁場(chǎng)。因此，它們需要復(fù)雜的材料組合和精密的工程設(shè)計(jì)。”

報(bào)告稱，增材制造“非常適合”生產(chǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜且產(chǎn)量較小的材料，使其成為核聚變等領(lǐng)域的理想選擇。英國(guó)原子能管理局相信，3D打印技術(shù)在未來的核聚變領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用，降低這類精密制造的成本。

英國(guó)原子能管理局在其最近開放的中央支持設(shè)施(CSF)中投入使用了一臺(tái)電子束增材制造機(jī)和一臺(tái)選擇性激光制造機(jī)。

Freemelt 公司制造的 eMELT 電子束粉末床熔合 (E-PBF) 增材制造設(shè)備將利用電子束技術(shù)將鎢粉末熔合成密度幾乎 100% 的固體部件。eMELT 設(shè)備將用于將鎢層壓到其他材料上，例如銅鉻鋯合金、不銹鋼以及 Eurofer 97(一種專為熔合設(shè)備開發(fā)的特殊鋼材)。

SLM280 選擇性激光制造機(jī)將用于試驗(yàn)如何生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀和材料組合的部件，這些部件對(duì)于核聚變工廠的成功至關(guān)重要。SLM280 由尼康 SLM 公司制造，Kingsbury Machine Tools 公司提供，并由 Additure 公司提供支持。

這兩種3D打印技術(shù)都將支持制造在其運(yùn)行生命周期內(nèi)將暴露于極端溫度的面向等離子體的部件。這些設(shè)備還將減少對(duì)焊接等傳統(tǒng)技術(shù)的依賴，從而減少制造工序和連接工藝的數(shù)量。

英國(guó)原子能管理局制造、安裝和維護(hù)運(yùn)營(yíng)主管羅伊·馬歇爾表示：“使用這些機(jī)器將使零件和幾何形狀的生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)制造方法更高。許多公司要么擁有電子束機(jī)器，要么擁有選擇性激光制造技術(shù)，但在同一家工廠內(nèi)同時(shí)擁有這兩種生產(chǎn)能力，并且能夠大規(guī)模生產(chǎn)零部件，這在核聚變行業(yè)尚屬首次。”

英國(guó)原子能機(jī)構(gòu)表示，目前正致力于為未來聚變能源工廠至關(guān)重要的大規(guī)模生產(chǎn)尋找商業(yè)合作伙伴。

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