Американские национальные лаборатории Ок-Ридж и Айдахо продемонстрировали сосуд под давлением, изготовленный методом дуговой 3D-печати

Репортаж от Wedoany，21 августа Национальная лаборатория Ок-Ридж и Национальная лаборатория Айдахо Министерства энергетики США запустили совместное исследование ключевых компонентов ядерной энергетики и продемонстрировали сосуд под давлением, изготовленный с использованием технологии проволочно-дугового аддитивного производства. Стороны объединят металлическую 3D-печать, мониторинг на основе искусственного интеллекта и методы оценки ядерных материалов для изучения подходов к изготовлению и ускоренной сертификации крупногабаритных сосудов под давлением.

Этот сосуд под давлением был изготовлен на демонстрационном производственном объекте Ок-Риджской национальной лаборатории в июле; его высота составляет около 5 футов, ширина — около 3 футов, что соответствует примерно 1,52 м и 0,91 м соответственно. В процессе изготовления использовалась легированная сталь, применимая для ядерного оборудования, а производство осуществлялось на платформе проволочно-дугового аддитивного производства MedUSA. Данная платформа использует три совместно работающих робота, которые расплавляют металлическую проволоку электрической дугой и послойно осаждают материал, формируя в итоге герметичную конструкцию с дугообразными торцевыми заглушками.

Сосуды под давлением для ядерной энергетики обычно изготавливаются из крупных поковок и предъявляют высокие требования к вязкости материалов, структурной целостности и длительным эксплуатационным характеристикам. Проволочно-дуговое аддитивное производство использует металлическую проволоку в качестве сырья и позволяет непосредственно изготавливать крупногабаритные детали, близкие к конечной форме, что обеспечивает альтернативный производственный путь для снижения зависимости от крупных поковок. Данное опытное изготовление подтвердило способность платформы MedUSA производить крупные герметичные сосуды из стальных сплавов, применимых в ядерной энергетике; следующий этап будет посвящён валидации характеристик компонентов и инженерной сертификации.

Две лаборатории планируют собирать в процессе печати данные о геометрических размерах, состоянии материала и параметрах производства, а также оценивать качество компонентов в реальном времени с помощью инструментов искусственного интеллекта и цифрового инжиниринга. Национальная лаборатория Ок-Ридж в основном отвечает за аддитивное производство и характеризацию напечатанных изделий, тогда как Национальная лаборатория Айдахо обеспечивает поддержку в области свойств ядерных материалов, цифрового инжиниринга и оценки длительной эксплуатации. Разработанные методы в дальнейшем могут также применяться для крупногабаритных металлических компонентов, работающих под давлением, в химической, нефтегазовой, оборонной и аэрокосмической отраслях.