「新浪科技综合」核聚变反应堆遇上3D打印，“人造太阳”有望更快“发光”新浪科技综合2020-07-20 11:22:380阅( 二 )

已完成核聚变反应堆关键部件试制
虽然人类距离可控核聚变还有很长的路要走，不过这并不妨碍我们向着目标不断努力。
3D打印作为一种新兴的先进制造方式，颠覆了传统制造模式。 3D打印技术可实现复杂结构一体化成形，具有制造周期短、材料利用率高等特点，是复杂构件制造的重要创新方法。在核聚变反应堆中，也逐渐展现出独特的优势。
据陈张伟教授介绍，此前，深圳大学增材制造研究所已与西南物理研究院合作，围绕核聚变堆第一壁CLF-1钢构件的选择性激光熔化工艺（SLM ，金属材料增材制造中的一种主要技术途径）及其组织性能调控开展了系统研究工作，首次将非均质双/多模组织设计思路引入到SLM成形高强韧低活化马氏体钢（RAFM ，为未来核聚变堆研发的钢种）的开发，基于SLM工艺参数和扫描策略的优化， SLM成形CLF-1钢兼具高强度与高塑性，其综合强韧性显著优于目前文献报道的RAFM钢。
这项研究为3D打印高强韧RAFM钢的结构设计提供重要理论依据和技术指导，促进核聚变堆关键部件组织性能可控的一体化成型。
另据媒体报道， 2018年，中科院合肥物质科学研究院已经利用3D打印技术实现核聚变堆关键部件——包层第一壁样件的试制。
研究人员以中国低活化马氏体钢（CLAM）为原材料，打印出来的部件样品尺寸精度符合设计要求，材料的致密度达到99.7% ，与传统方法制备的CLAM钢强度相当。同时，研究还发现3D打印的逐层熔化和定向凝固特性导致了不同方向上CLAM钢组织和性能的差异，这种差异未来可以通过扫描方案优化和熔池形核优化等方式有效降低甚至消除。该研究表明， 3D打印技术在核聚变堆等先进核能系统复杂构件制造上具有良好的应用前景。
基础科学的日新月异和3D打印技术的不断变革与创新，使人类在工程技术领域的探索充满想象空间，未来核聚变堆的各个零部件全是由3D打印制造出来的并不是没有可能。

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