لقد صمم المختبر الوطني أوك ريدج (ORNL) وطبع واختبر بنجاح كبسولة عينات لمفاعله عالي التدفق للنظائر (HFIR). يُمثل هذا الإنجاز تقدماً كبيراً للتصنيع الإضافي، الذي يتيح إنشاء وتخصيص وتأهيل أشكال معقدة بطريقة أسرع وبكلفة أقل من طرق التصنيع التقليدية.
كبسولات الأرنب في البحث النووي
تُستخدم كبسولات العينات، المعروفة عادةً باسم كبسولات الأرنب، في بحوث المواد والوقود النووي لاحتواء التجارب التي تُخضع للإشعاع في مفاعل اختبار.
لإثبات أن التصنيع الإضافي يمكن أن ينتج ويؤهل كبسولة أرنب لاستخدامها في مفاعل، استخدم ORNL طابعة سرير مسحوق الليزر لطباعة كبسولة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي تم تجميعها ثم تحميلها وإغلاقها.
اختبارات ناجحة في المفاعل
تم إدخال الكبسولة في HFIR لمدة تقارب شهر، حيث تحملت بنجاح تأثيرات بيئة التدفق العالي للنيوترونات في المفاعل. يُعد هذا الإنجاز خطوة مهمة لإثبات أن التصنيع الإضافي يمكن استخدامه لتطوير وتأهيل مكونات متخصصة لا يمكن تصنيعها بالطرق التقليدية.
“هذه خطوة مهمة نحو إثبات أن التصنيع الإضافي يمكن استخدامه لتطوير وتأهيل مكونات متخصصة لا يمكن تصنيعها آلياً بالطرق التقليدية”، علق ريتشارد هوارد، قائد مجموعة هندسة الإشعاع في ORNL.
النظر إلى المستقبل
سيقوم فريق البحث في ORNL بتقييم ما بعد الإشعاع لكبسولة الأرنب المصنعة إضافياً هذا الشتاء. من المتوقع أن تُمهد الاختبارات الناجحة للكبسولة الطريق لاستخدام مكونات أخرى مصنعة إضافياً في تطبيقات حرجة السلامة داخل مجتمع الطاقة النووية وفي صناعات أخرى شديدة التنظيم التي لديها معايير صارمة لتركيب المواد والتصميم والتأهيل.
إمكانيات التصنيع الإضافي
يخطط الفريق الذي أنشأ كبسولة الأرنب المطبوعة ثلاثية الأبعاد للاستفادة من المرونة الهندسية التي يوفرها التصنيع الإضافي لإنشاء تصاميم أكثر تعقيداً مع ميزات فريدة صعب تصنيعها تقليدياً.
لقد دعم هذا العمل برنامج تقنيات المواد والتصنيع المتقدمة في وزارة الطاقة الأمريكية، الذي يهدف إلى تسريع التسويق للمواد والتقنيات التصنيعية الجديدة من خلال العروض التوضيحية والنشر.