Amerykański Uniwersytet Maine (UMaine) udowadnia, że technologia addytywna ma kluczowe znaczenie w przyspieszeniu rozwoju nowoczesnej infrastruktury, w tym sektora energetyki jądrowej. Centrum Zaawansowanych Konstrukcji i Kompozytów UMaine, dysponujące jedną z największych na świecie polimerowych drukarek 3D, z powodzeniem wsparło firmę Kairos Power w budowie eksperymentalnego reaktora jądrowego Hermes w Tennessee. Ten przełomowy projekt dowodzi, że druk 3D w dużym formacie jest skutecznym narzędziem do przezwyciężania typowych wyzwań w budownictwie jądrowym, które tradycyjnie są związane z wysokimi kosztami i długimi cyklami produkcyjnymi.
Kluczowe elementy dla Rreaktora: Precyzyjny druk ggromnych form
Wyzwanie, przed którym stanęła firma Kairos Power, dotyczyło konieczności wykonania ogromnych betonowych wykładzin ścian reaktora. Każda sekcja, o grubości około metra i wysokości sięgającej ponad ośmiu metrów, wymagała wyjątkowo precyzyjnej, sinusoidalnej krzywizny. Tradycyjne metody wytwarzania tak skomplikowanych form wymagałyby skomplikowanej obróbki i generowałyby długie przestoje produkcyjne. Zamiast tego, badacze z UMaine wykorzystali swoją superwymiarową polimerową drukarkę 3D, aby wyprodukować najdłuższe formy, jakie kiedykolwiek powstały w tym ośrodku. Te niestandardowe, drukowane na zamówienie elementy zostały precyzyjnie ukształtowane, aby idealnie pasować do złożonej geometrii reaktora Kairos Power.
Druk 3D polimerów i weryfikacja metrologiczna
Projekt jest wybitnym przykładem integracji technologii addytywnej z tradycyjnym budownictwem, tworząc hybrydowy system odlewania, który radykalnie obniża koszty i dynamizuje proces budowy.
Filamenty ekologiczne w służbie energetyki
W celu produkcji tych wielkogabarytowych form, Centrum UMaine wykorzystało swoją zaawansowaną drukarkę 3D, która jest w stanie wytwarzać obiekty o długości nawet 30 metrów, używając przy tym zrównoważonych materiałów do druku. W przeszłości Centrum to biło rekordy Guinnessa, używając polimerów wypełnionych resztkami drewna z lokalnych tartaków. Chociaż dokładny skład filamentu użytego do tego projektu jest kluczowy dla osiągnięcia odpowiedniej wytrzymałości i stabilności wymiarowej, zastosowanie druku 3D pozwala na tworzenie form ze złożonych kompozytów na bazie biomasy, łącząc innowację z ekologią.
Dokładność na poziomie do zastosowań komercyjnych
Nawet przy tak ogromnym formacie, projekt nie pozostawiał miejsca na odchylenia. Po wydrukowaniu, struktury przeszły rygorystyczną kontrolę jakości, w tym precyzyjną obróbkę wykańczającą i skanowanie metrologiczne. Każda zakrzywiona powierzchnia została zeskanowana i porównana z cyfrowym planem, co pozwoliło osiągnąć dokładność na poziomie komercyjnym w wyjątkowo krótkim czasie. Zastąpienie tradycyjnej produkcji technologią przyrostową w krytycznej infrastrukturze jądrowej oznacza istotne skrócenie cykli produkcyjnych bez utraty jakości. Jest to kamień milowy, który otwiera nowe perspektywy dla przyspieszenia rozwoju reaktorów nowej generacji.
Wszystkie zdjęcia: University of Maine / UMaine Advanced Structures and Composites Center
