眾(zhong) 所周知，核能是一種更為(wei) 清潔的能源，能夠幫助各個(ge) 國家遠離化石燃料（石油、煤等）帶來的大氣汙染等問題。不過，核電站出現問題造成的災難也是震撼人心的，因此核電站的安全維護和維修是十分重要的。為(wei) 了給核電站配備更為(wei) 充足的備件生產(chan) 源，韓國原子能研究所（KAERI）的科學家已經3D打印了一個(ge) 具有足夠阻力特性的大型安全閥，使其能夠在核反應堆中使用。

3D打印的核能安全閥

以美國為(wei) 例，自2007年以來，美國已投產(chan) 了24座反應堆。為(wei) 了確保這些工廠繼續安全運行，並且避免再次發生過去的災難，請經常對其進行維護和維修。但是，KAERI團隊發現某些安全關(guan) 鍵部件的短缺，例如用於(yu) 減輕堆芯壓力的化學和體(ti) 積控製係統（CVCS）閥門。

具體(ti) 而言，CVCS用於(yu) 在反應堆內(nei) 執行流體(ti) 供應或流量任務，並且雖然可以部署在其他地方，但安全級閥門始終必須滿足某些標準。例如，核部件在部署之前必須通過水壓，運行和流量測試，並且以前證明按需創建足夠有彈性的組件是困難的。

閥門設備由三個(ge) 獨立部分組成

根據KAERI科學家的說法，僅(jin) 金屬3D打印還不足以替代傳(chuan) 統生產(chan) ，以製造核備用件。但是，通過將定向能量沉積（DED）技術與(yu) 5軸CNC加工相結合，該團隊發現他們(men) 能夠以所需的極高精確度來製造複製品。

研究人員的鉻和鎳基閥門具有3D打印的閥體(ti) ，閥蓋和閥籠，組裝後，對300mm裝置進行了嚴(yan) 格的評估。在壓力測試期間，發現設備的層邊界充當殘餘(yu) 應力的焦點，從(cong) 而使強度降低了7-8％。

同樣，當CVCS在1100攝氏度的熱等靜壓機（HIP）中進行後處理時，其完整性降低了33％，比傳(chuan) 統閥門高出18％。不過，就穩定的性能及其“疲勞極限”而言，這種增材製造的設備的抗拉強度為(wei) 202.6 MPa，優(you) 於(yu) 商用產(chan) 品。

總體(ti) 而言，研究小組得出結論，盡管對熱處理產(chan) 生了反應，但其附加閥的恒定強度足以使其最終使用。考慮到該小組的CECS複製了1類類別的組件，國際原子能機構的核監管機構會(hui) 將其歸類為(wei) “其失效會(hui) 導致嚴(yan) 重程度高的後果的部分”。3D打印部件的強度確實得到了高度讚揚。