3D打印在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和汽車領(lǐng)域的作為已不是什么新鮮事了。但在一直被譽為制造業(yè)皇冠上的明珠的核電主設(shè)備制造領(lǐng)域，并不多見。

記者從中國核動力研究設(shè)計院(下稱“中國核動力院”)獲悉，近日該院和南方增材科技有限公司(下稱“南方增材”)自主研發(fā)的ACP100反應(yīng)堆(小堆)壓力容器增材制造(3D打印)試件，通過了包括國家能源局中國核電(7.160, 0.02, 0.28%)發(fā)展中心、中國核動力院、國核工程有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京鋼鐵研究總院等單位13位專家的科研成果鑒定。

中國核動力院公布的資料顯示，專家審查組一致認(rèn)為：中國核動力院和南方增材科自主研發(fā)、設(shè)計和建造了國內(nèi)外最大型電熔增材制造設(shè)備，是重大型設(shè)備制造技術(shù)的一次重大突破，也是傳統(tǒng)制造業(yè)的一次變革，材料利用率高、生產(chǎn)周期大幅縮短，國際領(lǐng)先，可實現(xiàn)包括反應(yīng)堆壓力容器在內(nèi)的核電大型金屬構(gòu)件的智能制造。

上述國內(nèi)外最大型電熔增材制造設(shè)備能打印最大直徑5.6米，長度9米，重達(dá)300噸的厚壁重型金屬構(gòu)件。

ACP100模塊式小型堆副總設(shè)計師許斌在接受第一財經(jīng)記者采訪時說，ACP100反應(yīng)堆壓力容器增材制造試件通過專家鑒定，意味著“我們已經(jīng)邁出了”重大一步，因為產(chǎn)品從無到有的過程“難度非常大”。通過專家的鑒定，為該產(chǎn)品以后在核電站的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2015年10月，中國核動力院與南方增材發(fā)起ACP100反應(yīng)堆壓力容器增材制造項目。作為中核集團旗下公司，中國核動力院是國內(nèi)唯一集核反應(yīng)堆工程研究、設(shè)計、試驗、運行和小批量生產(chǎn)為一體的大型綜合性科研基地。南方增材擁有國內(nèi)唯一的自主設(shè)計、制造、調(diào)試完全自主知識產(chǎn)權(quán)的一款3D打印設(shè)備。

核電站反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、鍛造主管道等主設(shè)備，技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大，一直以來采用傳統(tǒng)工藝，生產(chǎn)周期長、投入大，產(chǎn)品一次合格率較低。

但現(xiàn)在，上述資料稱，本次試件順利通過技術(shù)鑒定，標(biāo)志著增材制造核電壓力容器最艱難的材料基礎(chǔ)研發(fā)和工藝研發(fā)的突破。

增材制造無需萬噸級重型鍛壓設(shè)備分段制造，其后續(xù)焊接成型的壓力容器可實現(xiàn)整體成型，產(chǎn)品性能可達(dá)到甚至部分優(yōu)于鍛件。重型金屬電熔增材制造技術(shù)(3D打印)代表了未來先進制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

3D打印技術(shù)作為一項前沿性的先進制造技術(shù)，是實現(xiàn)“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的重要手段，目前已經(jīng)在核燃料元件制造等領(lǐng)域成功應(yīng)用。

中核集團在今年早些時候公布的一則消息稱，利用3D打印技術(shù)的CAP1400自主化燃料原型組件下管座已順利完成。這是國內(nèi)首次實現(xiàn)了3D打印技術(shù)在核燃料元件制造的應(yīng)用。消息稱，該技術(shù)如實現(xiàn)批量生產(chǎn)，有利于節(jié)約人力，提高核燃料元件的質(zhì)量，并有望實現(xiàn)部分進口元件的國產(chǎn)化。

“相比于傳統(tǒng)設(shè)計制造技術(shù)對核電裝備由大到小的加工，3D打印技術(shù)則是反過來，從粉末開始加工?！币晃缓穗姽こ處煷饲跋虻谝回斀?jīng)記者分析說，這使得核電裝備質(zhì)量變得更加可靠。

中核集團總經(jīng)理助理李曉明此前表示，金屬3D打印技術(shù)與核電裝備設(shè)計制造技術(shù)的結(jié)合，對未來傳統(tǒng)設(shè)計制造將帶來革命性的改變。

記者了解到，目前，在國內(nèi)核電企業(yè)中，除了中核集團外，中廣核和國家電投均與3D打印生產(chǎn)商進行了有關(guān)合作。

3D打印技術(shù)，是有別于減材制造(如切削加工)及等材制造(如鑄造、粉末冶金)的一種全新的快速成型技術(shù)，是計算機、精密機械、高能束流、材料等多種學(xué)科在加工工藝上的集成，美國《時代》周刊將之列為“美國十大增長最快的工業(yè)”之一。

“但有一點必須要清醒認(rèn)識到，3D打印是一劑良藥，但它不能包治百病，”中核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程師廖琪在今年早些時候撰文說，“它只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合， 才有更大生存空間。”

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