3D打印將在核電航空領域開展示范應用 涉40多個典型部件
1月14日，中國廣核集團（下稱“中廣核”）在深圳召開2019年度新聞發布會，并透露該公司旗下核電運營技術平臺——蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路。蘇州熱工研究院新聞發言人朱成虎向第一財經等媒體記者表示，3D打印高頻超聲檢測技術及裝備，將在航空、航天、核電等領域40余個典型部件開展示范應用，項目的完成將形成3D打印超聲檢測系列關鍵核心技術，為推動中國3D打印的自主、快速發展提供重要的支撐。
3D打印，也就是金屬增材制造，它其實是快速成型技術的一種，以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。目前，中國已將3D打印列為戰略性新興產業技術，而美國《時代》周刊將之列為“美國十大增長最快的工業”之一。
3D打印一般是采用數字技術材料打印機來實現的，在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后來也逐漸用于一些行業產品的直接制造，目前已經有使用3D技術打印而成的零部件。
核電行業的一些專業設備結構比較復雜、使用環境相對苛刻，同時對零部件的機械性能要求很高。一些進口設備，備件采購時間很長、采購花費的成本很高。如今3D打印技術具備可實現復雜結構一體化凈成形、制造時間短、原材料利用率高、產品性能優良等優勢。
蘇州熱工研究院提出的3D打印新思路，可實現將部件整體無法檢測轉化成了3D打印中的每層或者多層的有效檢測，從不好檢或者不能檢轉化成了易于檢和有效檢，實現了“打印-檢測”一體化，可極大提升3D打印產品的質量。
關于“每層或者多層的有效檢測”，蘇州熱工研究院相關負責專家解釋：“如果3D打印可以類比用磚砌墻，當我每砌一層或者每砌兩層或者三層時，就檢查一下砌的質量，從而可以及時發地砌得好不好。如果砌得不好，我就能即刻糾正。需要3D打印的都是一些復雜結構，如網狀或者拓撲結構，這比砌墻更復雜，更需要分層檢測。”
2016年，該公司“金屬3D打印應用于核電領域的關鍵技術研究”取得階段性成果，課題組利用選區激光熔化3D打印技術成功制造出核電站復雜流道儀表閥閥體，該部件的工程應用將實現金屬3D打印制造部件在核電領域應用“零”的突破。 本次試制的閥體長140毫米，寬76毫米，高56毫米。該項目采用SLM技術，利用激光逐層掃描固化金屬粉末，逐步堆疊出閥體外形及復雜的內部流道，一次成型，節省了材料并提高了部件穩定性，相比傳統工藝可縮短制造周期，并可滿足小批量快速生產，降低成本等的要求。
“相比于傳統設計制造技術對核電裝備由大到小的加工，3D打印技術則是反過來，從粉末開始加工。”一位核電工程師向第一財經記者分析說，這使得核電裝備質量變得更加可靠。上述閥體的成功試制，將為中廣核后續建立核電金屬3D打印聯合研發中心奠定基礎。后續中廣核將繼續開展3D打印設計優化、零件修復、材料與工藝研制、標準體系建立等相關的研究。
值得關注的是，中廣核此前對外發布，采用金屬3D打印技術研發制造出的壓縮空氣生產系統制冷機端蓋，已經在大亞灣核電站實現工程示范應用。除了中廣核之外，同為核電三大巨頭的中核集團，其自主研發的第三代核電技術的小型核反應堆壓力容器3D打印試件，也已經通過了包括國家能源局中國核電發展中心、國核工程有限公司、哈爾濱工業大學、北京鋼鐵研究總院等單位13位專家的科研成果鑒定。
“但有一點必須要清醒認識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病。”原中國核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪在去年早些時候撰文表示，“它只有跟傳統制造業改造與提升相結合， 才有更大生存空間。”
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