钨-铜合金增材制造实现核聚变反应堆偏滤器应用突破

时间：2025-11-27 11:36 来源：3D科学谷作者：admin 阅读：次

偏滤器是实现稳态、高效、长脉冲运行聚变反应堆不可或缺的关键部件，它是维持反应堆“健康”运行的保障，通过及时排出氦灰以保持“呼吸”顺畅、维持燃料纯净以减少杂质，并高效排出余热以确保“体温”稳定；若没有高效可靠的偏滤器，聚变反应将无法持续。

德国弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）在德国Formnext展会期间展示了其多材料偏滤器单块链节的增材制造技术，该技术能够实现钨和铜铬锆（W-Cucrzr）两种材料的增材制造。3D科学谷将基于目前该研究所对外披露的有限信息对该应用技术进行分享。

面向核聚变的多材料一体化制造

核聚变反应堆中暴露于等离子体的部件（如反应堆壁增强件），必须承受高达约20兆瓦/平方米的循环热负荷及高辐射。

纯钨几乎是唯一适用于这些极端条件的材料，但该材料仅能制成简单几何形状，后续需通过复杂方式进行连接。不同材料的热膨胀差异会导致焊接接头在热循环下失效，从而缩短部件寿命并降低设备可用性。

根据Fraunhofer ILT研究所披露，他们所开展的DURABLE项目正是致力于解决这一核心难题。

增材制造工艺能够制造钨与铜合金的整体式或多材料部件，以连续顺畅的导热路径取代了传统薄弱的分区连接。

整个过程的关键在于精确的工艺控制：该研究所通过创新的PBF-LB/M增材制造技术与工艺参数窗口，成功实现了近乎无裂纹、高致密度的钨结构打印。这使得制造内含随形冷却流道的复杂几何部件成为现实。

更耐用的偏滤器

偏滤器材料的选择并非单一材料，而是一个多层、复合的材料体系，每一层都有其特定的功能。核心思路是：面向等离子体的部分使用耐高温、抗辐照性能好的材料，而将高热负荷通过导热性极好的材料迅速传递到冷却系统中。

根据Fraunhofer ILT相关负责人的揭示，增材制造技术在其中得以应用的优势在于能够显著延长部件寿命、减少返修工作、降低连接点风险，这是延长维护周期、降低每小时运行成本的先决条件。

(责任编辑：admin)

\|3D打印新闻\|	\|3D打印报价\|	\|3D打印程序\|	\|3D打印材料\|	\| 3D打印机 \|	\|3D打印创业\|	\|人工智能\|
\|3D打印资讯\|	\|3D扫描仪\|	\|3D打印方案\|	\|3D打印测评\|	\|3D打印服务\|	\|3D打印模型\|	\|3D打印百科\|