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【中國智能制造網(wǎng) 智造快訊】在核工業(yè)中引入3D打印是當(dāng)下多個(gè)大國不約而同的行動(dòng)方向。各國的努力為核工業(yè)帶來一片新氣象。盡管3D打印在核工業(yè)的前景十分明朗，但由于目前其生產(chǎn)、質(zhì)檢等環(huán)節(jié)尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此發(fā)展之路還存在不小的阻力，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用仍需假以時(shí)日。
助核工業(yè)萌生新氣象 多國發(fā)力加速3D打印應(yīng)用落地
近些年，漸趨成熟的3D打印技術(shù)向多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)軍，頻頻與高科技產(chǎn)業(yè)融合，創(chuàng)造出諸多舉世矚目的成果。
核能被人類和平利用以后，由此誕生的核工業(yè)延續(xù)了核相關(guān)研究技術(shù)含量高、成本投入大的特點(diǎn)。從核電站的零件制造到核反應(yīng)器的模型設(shè)計(jì)，再到核燃料的生產(chǎn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都在不斷提出技術(shù)革新和節(jié)省成本的需求。這種情況自然而然適合3D打印入局來一展身手。事實(shí)上，在核工業(yè)中引入3D打印也正是當(dāng)下多個(gè)大國不約而同的行動(dòng)方向。各國的努力為核工業(yè)帶來一片新氣象。
早在2014年，英國便把3D打印用在了核設(shè)施中。與該技術(shù)在其他機(jī)械制造和維修產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)用途相似，它首先被用于制造零部件，以替代出現(xiàn)故障的舊件。由于核設(shè)施的多數(shù)零部件都是一次性設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)件，因此用傳統(tǒng)工藝制作一個(gè)替代品價(jià)格高、難度大。3D打印適于小批量個(gè)性化定制的特點(diǎn)恰好契合核設(shè)施維修工作的需求。
美國核工業(yè)領(lǐng)域?qū)?D打印的應(yīng)用更為多樣化。除了零部件制造，3D打印還被用于模型測試。其實(shí)這也是3D打印在其他工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)常扮演的角色。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室就用3D打印的核反應(yīng)器塑料模型來為設(shè)計(jì)者的修改工作提供方便。較之于電腦中的虛擬模型，實(shí)體的3D打印模型更為具體直觀，且能在真實(shí)情景中接受相關(guān)測試，可為核設(shè)施修建的前期準(zhǔn)備工作提供有力支撐。
至2016年10月，美國國家核安全局已經(jīng)3D打印出2.5萬個(gè)零部件，由此節(jié)省了四千五百萬美元的成本，3D打印對(duì)美國核工業(yè)領(lǐng)域的巨大影響可見一斑。在此基礎(chǔ)上，美國業(yè)界繼續(xù)開拓：2017年6月，匹茲堡大學(xué)宣布將為核反應(yīng)堆研發(fā)3D打印傳感器；9月，愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室宣布正在用混合3D打印技術(shù)生產(chǎn)更為安全的核燃料……美國業(yè)界的研究將3D打印注入了核工業(yè)的多個(gè)環(huán)節(jié)，收效顯著。
與美國一樣，俄羅斯也在積極研發(fā)3D打印在核工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。2016年，俄羅斯國家原子能公司Rosatom宣布計(jì)劃將金屬3D打印技術(shù)用于核能業(yè)務(wù)，生產(chǎn)用于反應(yīng)堆的零部件。早一批產(chǎn)品或于2018年投入使用。
我國對(duì)用于核工業(yè)的3D打印技術(shù)同樣高度重視。2016年1月，中國核工業(yè)集團(tuán)成功造出3D打印CAP1400自主化燃料原型組件下管座，實(shí)現(xiàn)了我國3D打印在核燃料元件制作方面的應(yīng)用。同年12月，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院與南方增材科技有限公司聯(lián)合研制的3D打印反應(yīng)堆壓力容器試件順利通過科研成果鑒定。業(yè)界取得的一系列成就有望加速核燃料元件的國產(chǎn)化進(jìn)程，逐步擺脫對(duì)進(jìn)口件的依賴。
盡管3D打印在核工業(yè)的前景十分明朗，但由于目前其生產(chǎn)、質(zhì)檢等環(huán)節(jié)尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此發(fā)展之路還存在不小的阻力，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用仍需假以時(shí)日。此外，與3D打印槍支一樣，核工業(yè)的3D打印技術(shù)也存在被不法分子用于制造核武器的風(fēng)險(xiǎn)，因此其不僅需要政策跟進(jìn)以加快引導(dǎo)，還有待樹立法規(guī)以加強(qiáng)管制。
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