向各個領(lǐng)域進軍 多國發(fā)力3D打印技術(shù)

• 2017年10月9日 ZhouXun來源：中國智能制造網(wǎng) 896 55
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從核電站的零件制造到核反應器的模型設計，再到核燃料的生產(chǎn)，每個環(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。

近些年，漸趨成熟的3D打印技術(shù)向多個領(lǐng)域進軍，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。從核電站的零件制造到核反應器的模型設計，再到核燃料的生產(chǎn)，每個環(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。事實上，在核工業(yè)中引入3D打印也正是當下多個大國不約而同的行動方向。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打印用在了核設施中。與該技術(shù)在其他機械制造和維修產(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。由于核設施的多數(shù)零部件都是一次性設計、生產(chǎn)的非標準件，因此用傳統(tǒng)工藝制作一個替代品價格高、難度大。3D打印適于小批量個性化定制的特點恰好契合核設施維修工作的需求。

美國核工業(yè)領(lǐng)域?qū)?D打印的應用更為多樣化。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。美國橡樹嶺國家實驗室就用3D打印的核反應器塑料模型來為設計者的修改工作提供方便。較之于電腦中的虛擬模型，實體的3D打印模型更為具體直觀，且能在真實情景中接受相關(guān)測試，可為核設施修建的前期準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2.5萬個零部件，由此節(jié)省了四千五百萬美元的成本，3D打印對美國核工業(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，匹茲堡大學宣布將為核反應堆研發(fā)3D打印傳感器;9月，愛達荷國家實驗室宣布正在用混合3D打印技術(shù)生產(chǎn)更為安全高效的核燃料……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)應用。2016年，俄羅斯國家原子能公司Rosatom宣布計劃將金屬3D打印技術(shù)用于核能業(yè)務，生產(chǎn)用于反應堆的零部件。最早一批產(chǎn)品或于2018年投入使用。

我國對用于核工業(yè)的3D打印技術(shù)同樣高度重視。2016年1月，中國核工業(yè)集團成功造出3D打印CAP1400自主化燃料原型組件下管座，首次實現(xiàn)了我國3D打印在核燃料元件制作方面的應用。同年12月，中國核動力研究設計院與南方增材科技有限公司聯(lián)合研制的3D打印反應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)化進程，逐步擺脫對進口件的依賴。

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)一標準，因此發(fā)展之路還存在不小的阻力，要實現(xiàn)大規(guī)模應用仍需假以時日。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險，因此其不僅需要政策跟進以加快引導，還有待樹立法規(guī)以加強管制。

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