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韩国原子能研究所突破3D打印机“0.5m”

2022-02-26 17:24     来源:韩国原子能研究所     3D打印技术 3D打印

3D打印是一种基于三维图纸打印出三维物体的制造技术。当3D打印技术应用于核电技术时,可以无缝地设计和制造复杂的结构件,提高安全性。近期,国内科研人员和产业界关注性能,准备新设备。

韩国原子能研究院(院长Won-seok Park )24日宣布,它已开发出世界上第一台“用于制造1m尺寸零件的PBF 3D打印机” 。这是与金属切削机床专业制造商CSCAM (CEO Lee Cheol -soo )共同合作的成果。

PBF(Powder Bed Fusion,粉末烧结法)是一种将激光或电子束精确地照射在薄薄的粉末上并熔化的方法。熔化的粉末凝固并且可以彼此堆叠。它被称为当今最常见的金属3D打印技术,因为它具有生产复杂形状精密零件的优势。

利用PBF设备可以制造的零件最大只有0.5米,因此在产业现场使用有一定的局限性。 但此次生产出了长1米、高0.5米的打印机,消除了商用化壁垒。

原子能研究所Hyun-Gil Kim 博士的团队设计了一种 “平行延伸技术” ,以消除PBF 3D打印的尺寸限制。这是将打印机的核心部件激光源和两套扫描仪并排连接起来的。

固定在一个地方的激光源穿过像镜子一样反射的扫描仪,在宽0.5 m、高0.5 m的区域上均匀地透射光。在这台打印机中,安装了两个激光源和两个扫描仪,水平使用范围增加到1m 。

为了保持高精度,这是PBF的优势,精确控制两个激光器的重叠部分是关键。研究团队通过并行运行实验和模拟程序,为激光速度和图案建立了可变值。通过这种方式,可以提前预测由于热和应力引起的变形,并且可以使接头光滑而没有缺陷。

该技术目前正在申请专利。此外,激光源和扫描仪可以在水平和垂直方向上额外连接0.5m ,因此未来有望开发出“用于制造几米零件的打印机” 。

研究人员利用打印机成功制作了核电站换热器、叶轮等5个镍合金材料原型。我们计划通过进一步推进我们迄今为止通过 CSScan 获得的 PBF 3D 打印机的扩大技术,为每个部件提供定制的工艺和质量认证。

尤其专注于逆向工程,对停产部件的实际部件进行扫描和制造,以及创新小模块反应堆(i-SMR)和空间使用微反应堆核心部件的开发和制造。

韩国原子能研究院院长Park Won - seok说:“克服了这种PBF 3D打印机的制造限制是研究人员领先的技术创新成果。”我们希望能够应用它。

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