Европейская организация по термоядерной энергии объединяет усилия с AMAZEMET для разработки технологий аддитивного производства металлов для термоядерного синтеза

Репортаж от Wedoany，Европейская организация по термоядерной энергии Fusion for Energy (F4E) и польская компания AMAZEMET, специализирующаяся на передовых материалах и аддитивном производстве металлов, подписали пятилетнее соглашение о сотрудничестве. Стороны будут взаимодействовать в области передовых материалов, необходимых для термоядерных установок, аддитивного производства металлов, соединения и нанесения покрытий, испытаний и сертификации, а также технических стандартов. Соглашение основано на ранее объявленном F4E конкурсе предложений о сотрудничестве с промышленностью, а его сфера охватывает несколько этапов — от разработки материалов до изготовления и квалификации компонентов.

Определённые сторонами направления сотрудничества разделены на 5 областей, включая передовые материалы и методы производства, специальные требования термоядерной среды к материалам и производственным решениям, технологии производства, соединения и нанесения покрытий, испытания и квалификацию, а также соответствующие нормы и стандарты. Сотрудничество будет продвигаться путём обмена технической информацией, инженерным опытом и лучшими практиками; AMAZEMET сможет на этапах материалов и аддитивного производства напрямую ознакомиться с инженерными требованиями, сформированными F4E в ходе строительства ИТЭР.

Одним из ключевых направлений технического применения являются обращённые к плазме компоненты, такие как первая стенка внутри вакуумной камеры ИТЭР. При работе такие компоненты непосредственно подвергаются воздействию высоких тепловых нагрузок и радиационной среды, что требует использования тугоплавких материалов, таких как вольфрам, и соединения броневого слоя с теплоотводящим материалом, выполняющим функции теплопередачи и несущей конструкции. F4E относит соединение разнородных материалов к числу производственных сложностей: соответствующие компоненты изготовляются не из одного металла, а требуют разработки специальных технологий соединения и нанесения покрытий для границы раздела материалов.

Существующая технологическая цепочка AMAZEMET охватывает производство металлических порошков, разработку сплавов, аддитивное производство металлов и термическую обработку. В частности, система rePOWDER использует технологию ультразвукового распыления и позволяет получать заказные металлические порошки в условиях НИОКР или мелкосерийного производства для разработки новых сплавов и высокоэффективных материалов; компания также предлагает решения по повторному распылению некондиционного порошка и in-situ легированию после смешивания порошков, что позволяет корректировать состав порошка и проводить итерации материалов.

На этапе аддитивного производства AMAZEMET может использовать собственные порошки для печати материалов и валидации процессов, а напечатанные детали направлять на последующую термическую обработку и оценку характеристик. Для термоядерных компонентов такой производственный маршрут может применяться для разработки сложных структур, специальных комбинаций материалов и геометрических решений, трудно реализуемых традиционной обработкой; в дальнейшем всё ещё потребуется подтверждение характеристик материалов, надёжности соединений и условий эксплуатации в соответствии с требованиями термоядерных установок.

В рамках проекта ИТЭР F4E отвечает за поставку соответствующих компонентов и систем для ЕС и располагает техническими спецификациями и требованиями к квалификации для первой стенки, вакуумной камеры и других инженерных компонентов термоядерной установки. Данное сотрудничество даёт AMAZEMET возможность на этапе разработки материалов и производственных решений напрямую ознакомиться с инженерными условиями термоядерных компонентов, включая тепловые нагрузки, радиационное воздействие, совместимость материалов, методы соединения и стандарты испытаний.