美国能源部橡树岭国家实验室的一个研究团队，近日荣获了由SME颁发的2026年奥宾增材制造案例研究奖。

该团队获奖的关键在于其成功应用大尺寸增材制造技术，为先进核反应堆建造中的混凝土结构制造了高精度复合模具。

这一评选由SME组织，旨在表彰3D打印技术在现实世界中的杰出应用案例。

该项目由ORNL的制造示范设施主导，并联合了缅因大学、反应堆开发商Kairos Power以及其他美国行业合作伙伴共同完成。

奖项评委认为，该项目的技术严谨性、广泛的行业协作及其产生的国家影响力，是其最终胜出的决定性因素。

根据ORNL的分析，核能设施中的混凝土结构，包括辐射屏蔽组件，其建设周期可能占据整个核电站工期风险的60%。

为应对这一挑战，ORNL团队采用了LFAM技术，为Kairos Power的模块化反应堆项目生产了生物屏蔽支撑柱和辐射屏蔽墙板的模具。

这些模具中的部分屏蔽板长度达到了8.2米，并且设计了复杂的互锁接头，从而大幅减少甚至完全消除了部件间对灌浆的需求。

模具的制造过程是，首先依据数字计算机模型进行设计，然后分段打印，再经过后续的机加工和密封处理，以确保关键表面的公差精确控制在十六分之一英寸。

最终完成的模具结构坚固，能够承受在高达3.7米的高度进行湿混凝土浇筑时所产生的巨大压力。

ORNL复合材料创新组负责人兼项目负责人Ahmed Hassen指出，建造环节一直是先进反应堆发展的主要瓶颈。

他们的工作已经证明，数字制造技术能够在满足严格核工业标准的同时，将工期缩短数周。

在实际操作中，该团队从设计、打印到交付可重复使用的模具，整个周期仅需约两周时间。

相比之下，传统采用钢制模具的制造方法则需要六到八周。

这些3D打印的模具性能可靠，成功完成了生物屏蔽柱的四次浇筑循环和屏蔽墙板的三次浇筑循环，期间未检测到明显的质量下降。

目前，ORNL的制造示范设施团队正在与美国一家主要的预制构件制造商进行洽谈，以推动这种LFAM模具制造方法得到更广泛的应用。

Hassen强调，这个项目表明增材制造技术的应用已经超越了原型制作阶段。

它完全可以成为一个可靠且可重复的系统，用于建造安全至上的核能基础设施，从而为加强国家的能源安全做出贡献。