Uniwersytet Maine udowadnia, że jest to możliwe na dużą skalę Druk 3D szybko staje się jednym z najbardziej rewolucyjnych narzędzi w rozwoju nowoczesnej infrastruktury. Kiedy kalifornijska firma Kairos Power podjęła się budowy eksperymentalnego reaktora jądrowego Hermes w Tennessee, firma stanęła przed znanym wyzwaniem w budownictwie jądrowym: tradycyjne metody były zbyt wolne, zbyt sztywne i zbyt drogie, aby dotrzymać harmonogramu. Rozwiązanie pochodzi z Centrum Zaawansowanych Konstrukcji i Kompozytów UMaine, w którym znajduje się jeden z największych polimerowych drukarek 3D na świecie.
Konstrukcja reaktora wymagała ogromnych betonowych wykładzin, które miały precyzyjną sinusoidalną krzywiznę. Każda sekcja ściany ma trzy stopy grubości i dwadzieścia siedem stóp wysokości, co wymaga milimetrowej dokładności. Dotychczasowe podejścia wymagały złożonej obróbki i długich cykli produkcyjnych. Zamiast tego badacze z UMaine wykorzystali swoje superwymiary polimerowa drukarka 3D do produkcji najdłuższych form, jakie kiedykolwiek wyprodukowało centrum, drukowanych na zamówienie z modeli cyfrowych i kształtowanych tak, aby dokładnie pasowały do geometrii reaktora Kairos Power.
Po wydrukowaniu struktury zostały precyzyjnie obrobione i sprawdzone przez specjalistów metrologii firmy UMaine. Każda krzywizna i zakrzywiona powierzchnia została zeskanowana i porównana z cyfrowym planem. Według szefa ASCC zrównoważone materiały oficer Susan MacKay, projekt nie pozostawiał miejsca na odstępstwa. Zauważyła, że zespół w krótkim czasie osiągnął dokładność na poziomie komercyjnym, nazywając to kamieniem milowym dla ośrodka akademickiego działającego w tempie przemysłu.
Współpraca zaowocowała hybrydowym systemem odlewania, który znacznie obniżył koszty i przyspieszył całą sekwencję budowy. Zastępując tradycyjną produkcję produkcja przyrostowa zespół skrócił cykle produkcyjne bez utraty jakości, dzięki czemu firma Kairos Power mogła dotrzymać kroku budowie reaktora. Podejście to zmniejszyło również straty materiałowe i umożliwiło utworzenie powtarzalnego procesu, który może wspierać przyszłe projekty reaktorów.
Praca jest częścią stowarzyszenia Specialized Materials and Manufacturing Alliance for Resilient Technologies, znanego również jako SM²ART, powstałego we współpracy UMaine i Narodowego Laboratorium Departamentu Energii w Oak Ridge. Ryan Dehoff, dyrektor ośrodka demonstracyjnego produkcji DOE, powiedział, że projekt pokazuje, w jaki sposób uniwersytety i laboratoria krajowe mogą zapewnić przemysłowi bezpośredni dostęp do najnowocześniejszych narzędzi i wiedzy specjalistycznej niezbędnej dla infrastruktury energetycznej nowej generacji.
Oprócz komponentów fizycznych badacze z UMaine pracują także nad zapewnieniem bezpieczeństwa cyfrowego za pośrednictwem magazynu właściwości procesu materiałowego. Ten system wspierany przez sztuczną inteligencję śledzi każdy etap procesu wytwarzania przyrostowego, tworząc kompletny cyfrowy wątek, który umożliwia certyfikowanie komponentów. Podejście to ma na celu zmniejszenie opóźnień regulacyjnych i poprawę niezawodności w sektorach takich jak energia jądrowa I obrona.
Ponieważ przemysł nuklearny szuka sposobów na budowę bezpieczniejszych, szybszych i tańszych reaktorów, współpraca UMaine z Kairos Power oferuje model pokazujący, jak wielkoformatowy druk 3D może przekształcić ciężkie budowa. Realizując projekt Hermes, UMaine pokazało, że produkcja przyrostowa nie jest już przyszłą możliwością dla infrastruktury nuklearnej. Jest już na miejscu pracy.
Czy megaformatowe drukarki 3D to przełom, na który czekał sektor nuklearny? Daj nam znać w komentarzu poniżej lub na naszym LinkedIn Lub Facebooku strony! Poza tym nie zapomnij zapisać się na nasz bezpłatny cotygodniowe zajęcia Biuletyn aby otrzymywać najświeższe informacje o druku 3D prosto na swoją skrzynkę odbiorczą. Wszystkie nasze filmy znajdziesz także na naszej stronie YouTube kanał.
*Wszystkie zdjęcia: Uniwersytet Maine / Centrum zaawansowanych struktur i kompozytów UMaine
