Le Laboratoire national Oak Ridge (ORNL) a conçu, imprimé et testé avec succès une capsule d'échantillons pour son Réacteur d'Isotopes de Haute Fluence (HFIR). Cette étape marque un progrès significatif pour la fabrication additive, qui permet de créer, personnaliser et qualifier des formes complexes de manière plus rapide et à un coût moindre que les méthodes de fabrication traditionnelles.
Les capsules de lapin dans la recherche nucléaire
Les capsules d'échantillons, communément appelées capsules de lapin, sont utilisées dans la recherche sur les matériaux et les combustibles nucléaires pour contenir des expériences soumises à une irradiation dans un réacteur d'essais.
Pour démontrer que la fabrication additive pouvait produire et qualifier une capsule de lapin pour son utilisation dans un réacteur, l'ORNL a utilisé une imprimante à lit de poudre laser pour imprimer une capsule en acier inoxydable, qui a ensuite été assemblée, chargée et scellée.
Essais réussis dans le réacteur
La capsule a été insérée dans le HFIR pendant près d'un mois, où elle a résisté avec succès aux effets de l'environnement à haute fluence de neutrons du réacteur. Cette réalisation est une étape importante pour démontrer que la fabrication additive peut être utilisée pour développer et qualifier des composants spécialisés qui ne peuvent pas être fabriqués de manière conventionnelle.
« C'est une étape importante vers la démonstration que la fabrication additive peut être utilisée pour développer et qualifier des composants spécialisés qui ne peuvent pas être usinés conventionnellement », a commenté Richard Howard, chef du groupe d'ingénierie d'irradiation de l'ORNL.
Regard vers l'avenir
L'équipe de recherche de l'ORNL effectuera une évaluation post-irradiation de la capsule de lapin fabriquée additivement cet hiver. On s'attend à ce que les essais réussis de la capsule ouvrent la voie à l'utilisation d'autres composants fabriqués additivement dans des applications critiques pour la sécurité au sein de la communauté de l'énergie nucléaire et dans d'autres industries hautement réglementées qui ont des normes rigoureuses en matière de composition des matériaux, de conception et de qualification.
Le potentiel de la fabrication additive
L'équipe qui a créé la capsule de lapin imprimée en 3D prévoit d'exploiter la flexibilité géométrique offerte par la fabrication additive pour créer des conceptions plus complexes avec des caractéristiques uniques qui sont difficiles à fabriquer conventionnellement.
Ce travail a été soutenu par le programme des Technologies Avancées de Matériaux et de Fabrication du Département de l'Énergie des États-Unis, qui vise à accélérer la commercialisation de nouveaux matériaux et technologies de fabrication par le biais de démonstrations et de déploiements.