EB-PBF打印全尺寸钨偏滤器瓦片，在DIII-D托卡马克扛住74次H模等离子体放电

7月，圣迭戈的DIII-D国家聚变设施里，一批打印出来的钨瓦片被装进了托卡马克的下偏滤器。

它们完整经受住了74次高约束「H模」等离子体放电。

负责牵头这次新型瓦片测试的，是桑迪亚国家实验室的乔纳森·科伯恩。他在控制室里对团队说，就我们在控制室所能观察到的情况而言，你们的增材制造瓦片表现非常出色。

瓦片不是凭空来的。

北卡罗来纳州立大学、橡树岭国家实验室和日本电子（JEOL）三家合作，用的是电子束粉末床熔融工艺，简称EB-PBF。

偏滤器承担了等离子体排出热量的很大一部分。未来的聚变电站，需要能承受每平方米10到20兆瓦稳态热负荷的瓦片。

为什么非得是钨？

钨是所有金属中熔点最高的，达3,422°C。

问题在于，它在约200至600°C以下时会开裂。而大多数激光打印的尝试，最后都落在了多孔和开裂上。

EB-PBF不一样的地方在于，电子束能把周围材料的温度保持在1,400°C以上。

2025年，在DIII-D中测试的打印小试样承受了接近每平方米20兆瓦的热流，表面损伤极小。这促成了12月的全尺寸瓦片测试。

这次装机的瓦片尺寸约为140×130毫米。而北卡罗来纳州立大学此前最大的钨打印件，大约50毫米。

JEOL的工程师在该公司位于日本昭岛市的大型JAM-5200EBM设备上，打印了平面和穹顶两种设计的瓦片。橡树岭国家实验室为制造提供了资金支持。

精加工由北卡罗来纳州立大学完成，用的是线切割电火花加工和CNC磨削。

整个项目从受邀到安装完成，历时约八个月。

八个月。

橡树岭国家实验室的迈克尔·柯卡说，长期以来，聚变一直被称为未来的能源。阻碍其发展的因素之一，是能够在机器内部存活的材料。证明打印的钨瓦片能够进入运行中的托卡马克并完好无损地取出，让增材制造在聚变领域从「有前景」走向「已验证」。

这话说得客气。

聚变被叫作未来的能源叫了几十年，卡住它的，往往就是这层要直接挨着等离子体的东西。

北卡罗来纳州立大学核工程助理教授弗洛里安·拉格纳说得更直接。聚变发展迅速，对新材料和制造方法进行认证需要与聚变相关的数据。通过在DIII-D中暴露增材制造的钨，我们正在生成关于其存活性和侵蚀的数据。

瓦片取出来的时候，还是完整的。

对聚变来说，这只是一步。对增材制造来说，它已经不在「有前景」那一栏了。