3D Systems携手萨凡纳河国家实验室，以增材制造攻坚核能关键部件

美国3D打印机制造商3D Systems，已经和萨凡纳河国家实验室（SRNL）签了一份合作研发协议（CRADA）。这份协议的目的，是推进增材制造在先进能源发电、更广泛的能源基础设施，以及国家安全领域的应用。协议的核心，是SRNL的先进制造协作中心（AMC）。

AMC是南卡罗来纳州唯一一个坐落在公立大学校园内的国家实验室运营设施。那里之前已经装了3D Systems的设备，设施也升级过，还配了常驻的增材制造专家。这些基础设施同时支持研究，以及面向生产就绪工艺的验证。

双方要联合做的事包括材料开发、设备增强、由人工智能和机器学习驱动的工艺优化、制造系统、网络安全，还有劳动力培训。

除了技术本身，这项合作还包括培训项目。目标是培养下一代增材制造科学家、工程师和技术人员。这也是加强区域和国家增材制造劳动力队伍目标的一部分，和该CRADA针对的核能、国防应用并驾齐驱。

核能被明确列为优先方向。双方要重点关注高温镍基高温合金和耐辐射材料，用来做带内部冷却通道的热交换器、反应堆内部构件、泵和阀门。这些部件传统制造方法基本搞不定，甚至被认为无法制造。相关各方表示，这些优势同样适用于聚变能源技术、发电设备和核反应堆，比如极端条件下的更优性能、更少的材料浪费、更大的设计自由度，以及更有韧性的供应链。 3D Systems也提到，航空航天与国防、环境技术可能也会覆盖。

为什么是这个时间点？这个时机，跟美国对核电和先进反应堆设计的新一轮投资正好吻合。先进反应堆设计和小型模块化反应堆（SMR），正在推动对那种能缩短开发周期、降低成本、建立国内产能的制造技术的需求。国际能源署（IEA）预测，在现行政策下，到2050年小型模块化反应堆装机容量可能达到约40吉瓦；而在更激进的部署情景下，这个数字可达120吉瓦。需求部分来自数据中心、工业热能和电网稳定性的需要。

3D Systems总裁兼首席执行官杰夫·格雷夫斯（Jeff Graves）表示：「我们期待与SRNL在先进制造协作中心合作，部署3D Systems领先的增材制造技术。」他还说，这个协议能展示高质量3D打印材料和技术对关键工业市场，特别是能源和国家安全领域的影响，以及对这些市场所需技术劳动力培养的意义。

SRNL科学、能源与创新协理实验室主任罗德里克·杰克逊（Roderick Jackson）表示：「这一合作将使SRNL和3D Systems能够交付开创性的增材制造技术，增强美国制造业竞争力，并推动增材制造创新进入下一个时代。」

AMC主任G·杰里米·梁补充道：「该协议彰显了SRNL致力于建设世界级研究能力、利用合作伙伴关系增强其竞争优势并巩固其作为增材制造技术领导者地位的承诺。」

3D Systems的战略，既关乎能力，也关乎信誉。与国家实验室的合作，让它的商业增材制造平台获得了进入核能领域的途径。这个领域里，资质认证和监管信任，比上市速度更重要。随着小型模块化反应堆和先进反应堆项目的加速推进，证明增材制造部件在反应堆中值得信赖的缺口，正在显现。

其他美国国家实验室也在追赶类似的缺口。就在本月，橡树岭国家实验室和美国制造企业A.J. 塔克公司（A.J. Tuck）开发了一种混合工艺。这种工艺结合了3D打印、电铸和热等静压技术，用来生产无泄漏核部件。他们的目标，是缓解美国在压力容器和阀门等部件上的锻造产能短缺。随着先进反应堆和小型模块化反应堆需求的增长，这个短缺会越来越严峻。