Können 3D-gedruckte Bauteile die strengen Standards erfüllen, die für Anwendungen im Bereich der Kernenergie erforderlich sind? Diese Frage stellte sich die Energieabteilung des Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Es hat gerade einen wichtigen Schritt getan, indem es zwei experimentelle 3D-gedruckte Kapseln aus Edelstahl in seinem High-Flow-Isotopic-Reaktor (HFIR) erfolgreich getestet hat. Diese Kapseln enthalten Materialien, die die Forscher testen wollen, um ihre Reaktion in nuklearen Anwendungen zu bewerten.
Die additive Fertigung wurde für die Herstellung dieser Kapseln gewählt, da sie die Produktionskosten und -zeiten erheblich senkte – man kann mehrere Kapseln auf ein Bauplattform legen und so den Herstellungsprozess optimieren. Es wurde eine Laser-Pulverbett-Schmelzanlage verwendet, die mit einem rostfreien Stahl 316H bestückt wurde. Dieser bietet eine gute Beständigkeit bei hohen Temperaturen, aber auch gegen Strahlung und Korrosion. Nachdem die Kapsel gedruckt wurde, platziert das Team das Material, das es testen möchte, in der Kapsel. Tatsächlich dient das Teil als Druck- und Einschlussbarriere, zwei Schlüsseleigenschaften für die Sicherheit des durchgeführten Experiments.
Es können mehrere Kapseln gleichzeitig gedruckt werden.
Diese 3D-gedruckten Kapseln wurden dann nach einer Phase des Zusammenbaus und der Qualifizierung in den isotopischen Hochflussreaktor des ORNL eingesetzt. Dies ist ein Gerät, das einen der weltweit höchsten Neutronenflüsse schiebt, um die Umgebung eines Kernreaktors nachbilden zu können und somit Materialtests und Qualifizierung zu ermöglichen. Die Kapseln blieben einen Monat lang im Reaktor und ihre Struktur hat sich laut den Forschern nicht verändert.
Ryan Dehoff ist Direktor des MDF am ORNL. Er erklärt: „Indem wir die Zuverlässigkeit dieser gedruckten Komponenten nachweisen, sehen wir eine Zukunft, in der die additive Fertigung bei der Herstellung anderer kritischer Reaktorteile zur gängigen Praxis werden könnte.“ Man könne sich also eine Zukunft vorstellen, in der 3D-Technologien zu einem Schlüsselwerkzeug in der Atomindustrie werden und eine Verbesserung der Produktionsprozesse ermöglichen. Ein Fall, den man aufmerksam verfolgen sollte! In der Zwischenzeit können Sie HIER weitere Informationen finden oder sich das Video unten ansehen:
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