Исследователи из Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики США (ORNL)  разработали новый гибридный процесс аддитивного производства (АМ) для компонентов ядерных реакторов и других применений в энергетике.

Процесс, сочетающий 3D-печать полимерами и электроформование, был разработан в сотрудничестве с компанией AJ Tuck. Утверждается, что он упрощает поставку сложных, герметичных банок, изготовленных методом горячего изостатического прессования (ГИП), для передовых систем атомной энергетики.

Сначала на 3D-принтере печатается полимерная оправка, которая помещается в электролитную ванну для создания плотной металлической никелевой оболочки толщиной приблизительно 2–3 миллиметра. Затем полимерная форма растворяется кислотой, а оставшаяся полая структура заполняется металлическим порошком, герметизируется и обрабатывается методом горячего изостатического прессования (ГИП). Утверждается, что этот процесс упрощает традиционный метод порошковой металлургии горячего изостатического прессования (ПМ-ГИП) и обеспечивает большую гибкость проектирования, а также снижает затраты на материалы и требования к постобработке, обычно связанные с прямой 3D-печатью металлом.

«Этот проект демонстрирует, что электроформование позволяет успешно производить герметичные корпуса из высокотемпературного изостатического прессования (ВТИП) для передовых применений в ядерной энергетике», — сказала Ваншика Сингх, научный сотрудник ORNL. «Такой подход может упростить производство этих компонентов в США, снизив проблемы с цепочкой поставок для передовых систем ядерной энергетики».

Слева направо: Ваншика Сингх, научный сотрудник ORNL, и специалист по процессу электроформования.

Ожидается, что эта технология хорошо подойдет для целого ряда энергетических применений, требующих крупных высокоточных металлических компонентов, включая корпуса реакторов высокого давления, клапаны и турбинные системы.

На первом этапе проекта команда использовала электроформование для изготовления пяти герметичных цилиндрических банок, изготовленных методом горячего изостатического прессования (ГИП), высотой 6 дюймов и диаметром 4 дюйма. Команда также разработала интегрированную конструкцию портов, которая исключает отдельную сварку технологических трубок, что обеспечивает более надежный и оптимизированный подход.

В настоящее время идёт второй этап, в рамках которого команда применит этот процесс к более сложным геометрическим формам, таким как рабочее колесо или клапан, имеющие отношение к системам атомной энергетики.

Источник