见解

橡树岭科学家通过Fabrisonic,Cummins和DM3D深入了解3D打印研究

橡树岭国家实验室(ORNL)经常被3D印刷行业覆盖。我们已经报告了诸如第一个3D打印的潜艇船体,,,,破纪录BAAM机器,甚至吸毒3D印刷飞蛾

我与橡树岭国家实验室材料科学技术部的博士后研究员Niyanth Sridharan博士进行了交谈,以了解更多有关在实验室工作的感觉,以及使用增材制造的两个最近的项目。

Sridharan博士加入ORNL作为博士后,目前正在“食物链”上方工作。最近,他曾担任项目负责人,研究如何使用添加剂制造进行柴油发动机进行翻新,并在小组中研究如何使用超声添加剂制造来制造核反应堆组件。

用增材制造维修引擎

康明斯公司项目,,,,addresses the problem of how to extend the life of an engine. The cast iron engines are used by freight trucks might be good for tens of thousands of miles of haulage, however eventually fatigue will set in. When this happens cracks can begin to appear in engine.

在橡树岭国家实验室维修中开发了一个3D打印过程,并加强了康明斯发动机,而无需重铸零件,从而降低了成本并节省了能源。学分:美国布列塔尼·克莱默/橡树岭国家实验室
在橡树岭国家实验室维修中开发了一个3D打印过程,并加强了康明斯发动机,而无需重铸零件,从而降低了成本并节省了能源。学分:美国布列塔尼·克莱默/橡树岭国家实验室

Sridharan博士explains, “Instead of throwing all existing engines at the end of their life-cycle the company wanted to find a way to refurbish such engines.”

With this in mind, the process developed at DOE’s Manufacturing Demonstration Facility at ORNL, plans to save energy while extending the life of the engine and making it stronger.

“当康明斯给我们带来破旧的发动机块时,确定了裂纹的位置,我们将裂缝降低。这就像挖出破裂的部分,然后我们可以使用3D打印进入并重建。

We deposit a nickel based material that has a higher thermal conductivity and this improves the overall efficiency and performance of the diesel engine.”

基于镍的材料经过稍微修饰,使其在“大量的计算工作和仿真”之后更能抵抗破裂。进行这项工作是为了了解残余应力计算,并了解添加剂制造的加热和冷却将如何影响铸铁。

修理发动机ORNL使用吹牛加成式制造技术。特别是由Michigan basedDM3D

Sridharan博士说:“通常,系统允许每分钟10至15克材料的材料沉积。”

Additive manufacturing cuts across many disciplines, and projects can involve mathematicians, robotics specialists, materials experts and more.

带有声音的3D打印以制造核部件

除了调查吹制粉末添加剂制造的申请外,Sridharan博士还在研究一个研究超声添加剂制造(UAM)的项目。

“我与Fabrisonic紧密合作。这是非常令人兴奋的,因为有很多背景有不同背景的人聚集在橡树岭,我们已经证明我们实际上可以使用超声添加剂制造来促进控制板的高通量同位素反应堆(HFIR)”

Fabrisonic超声添加剂制造。迈克尔·皮奇(Michael Petch)的照片
Fabrisonic超声添加剂制造。迈克尔·皮奇(Michael Petch)的照片

超声添加剂制造用途使用声音合并从无功能箔纸中抽取的金属层。马克·诺福克(Mark Norfolk)Fabrisonic,最近告诉我们更多有关超声添加剂制造业如何运作

HFIR中的控制板是描述作为 ”两个稀薄的含毒物的同心圆柱体。”这些“位于外燃料元件和铍反射器之间的环形区域。”

铍反射器(左)和燃料元件(右)的切割景观。
铍反射器(左)和燃料元件(右)的切割景观。

从事HFIR UAM项目的工作是:“很多人。材料,核,计算,机械测试,添加剂制造的人共同努力。”

这project has just ended and “demonstrated that we can use UAM to make these control plates for a nuclear reactor,” saysSridharan博士。

如前所述,ORNL通常由3D打印行业和Sridharan博士解释说:“即使是一名初级研究员,我也很高兴在这里工作,因为它汇集了具有如此多样化的背景的人。”

增材制造正在增加接收验证,作为能源部门的重要工具。你可以阅读有关此主题的更多信息。

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ORNL高通量Ispope反应器中的特色图像显示。通过ORNL的照片

有关此主题的更多信息 英国添加剂制造国家战略2018-25发布