Росатом разработи 3D принтиране на компоненти за термоядрен реактор
източник: МИСИС
Научно-изследователският институт за електрофизична апаратура (НИИЕФА), част от „Росатом“, съвместно с Университета за наука и технологии „МИСИС“ в Москва, предложи нов метод за производство на материали за компоненти в реактори за термоядрен синтез. Тези части са подложени на големи натоварвания, като висока температура и въздействието на водородни изотопи, поради което към техните свойства има специални изисквания. Хибридната технология, която съчетава адитивно производство (3D принтиране) с класически подходи, произвежда биметален композит от волфрам и мед с подобрени характеристики, който значително надхвърля възможностите на използваните днес аналози.
Изследването и разработването на нови методи за производство на волфрамови компоненти има голямо практическо значение. Технологията за селективно лазерно топене (3D принтиране на метал) е един от най-популярните и използвани методи за адитивно производство на метални изделия поради възможността за синтезиране на части със сложна форма и висока разделителна способност.
Волфрамът е един от основните материали за плазмени компоненти поради високата си температура на топене, но високата му твърдост и крехкост го правят труден за обработка. За производството на волфрамов компонент обикновено се използват класическите методи на праховата металургия, но те не позволяват създаването на изделия със сложен профил. Поради това традиционният дизайн на тези елементи е проста многослойна конструкция. Адитивното производство дава възможност да се синтезира продукт слой по слой, обясняват специалистите. Чистият волфрам е крехък метал - при незначителни деформации в материала се появяват пукнатини, докато механичните изпитвания на получения композит показват, че е много по-еластичен.
Изборът на материал е един от най-ключовите въпроси при разработването на термоядрени инсталации, защото той трябва да издържа на огромните потоци от топлина и частици. Затова преди практическото приложение на технологията предстои оптимизирането ѝ с цел намаляване на порьозността на материала и проучване на функционалните му свойства при термично и плазмено въздействие.