美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)最近成功将3D打印和人工智能(AI)集成至核能基础设施的智慧制造,为盖核电厂的革命性突破。核反应炉建造时间可从传统数周缩短至14天,大大提升效率,引发业界高度关注。
成果归功于“SM2ART Moonshot Project”,由ORNL领导与多家产学研组织合作,如核能创业公司Kairos Power、建设企业Barnard Construction、技术供应商Airtech、设计公司TruDesign、制造解决方案公司Additive Engineering Solutions、主导材料研发的Maine Development Foundation(MDF)与缅因大学(University of Maine)。
此次应用3D打印聚合物混凝土(polymer concrete)复合模具,建造赫尔墨斯(Hermes)低功率示范反应炉的辐射屏蔽结构。模具不仅高度精确,还能精准浇筑,有效支持制造核反应炉重要防护部件。大型3D打印复合模具生产总共14天,明显缩短以往两周多建造期,不仅提高速度与灵活度,也大幅降低成本,有助强化美国核能产业供应链安全与自主性。
SM2ART计划之后18个月将继续扩展,涵盖放射线防护罩和反应炉建筑外壳全尺寸生产,并集成先进智能制造、数字孪生(Digital Twins)及基于大数据的品质控制流程。团队积极推动以木材剩余物制成的生物复合材料为打印原料,目标为削减75%材料成本,促进环境可持续发展与采用国产材料。
信息技术(IT)产业及AI数据中心的电力需求快速增长,核能将在全球能源版图扮演重要角色。此突破不仅带动核能建设加速,也为满足未来庞大能源需求提供创新解决方案。
(首图来源:Kairos Power)