O Laboratório Nacional Oak Ridge (ORNL) projetou, imprimiu e testou com sucesso uma cápsula de amostras para seu Reator de Isótopos de Alta Fluência (HFIR). Esse marco representa um avanço significativo para a fabricação aditiva, que permite criar, personalizar e qualificar formas complexas de maneira mais rápida e a um custo menor que os métodos de fabricação tradicionais.
As cápsulas de coelho na pesquisa nuclear
As cápsulas de amostra, comumente conhecidas como cápsulas de coelho, são utilizadas na pesquisa de materiais e combustíveis nucleares para conter experimentos que são submetidos à irradiação em um reator de teste.
Para demonstrar que a fabricação aditiva poderia produzir e qualificar uma cápsula de coelho para seu uso em um reator, o ORNL utilizou uma impressora de leito de pó a laser para imprimir uma cápsula de aço inoxidável, que depois foi montada, carregada e selada.
Testes bem-sucedidos no reator
A cápsula foi inserida no HFIR durante quase um mês, onde suportou com sucesso os efeitos do ambiente de alta fluência de nêutrons do reator. Essa conquista é um passo importante para demonstrar que a fabricação aditiva pode ser usada para desenvolver e qualificar componentes especializados que não podem ser fabricados de maneira convencional.
“Este é um passo importante para demonstrar que a fabricação aditiva pode ser usada para desenvolver e qualificar componentes especializados que não podem ser usinados convencionalmente”, comentou Richard Howard, líder do grupo de engenharia de irradiação do ORNL.
Olhando para o futuro
A equipe de pesquisa do ORNL realizará uma avaliação pós-irradiação da cápsula de coelho fabricada aditivamente neste inverno. Espera-se que os testes bem-sucedidos da cápsula pavimentem o caminho para o uso de outros componentes fabricados aditivamente em aplicações críticas de segurança dentro da comunidade de energia nuclear e em outras indústrias altamente regulamentadas que possuem padrões rigorosos de composição de materiais, design e qualificação.
O Potencial da fabricação aditiva
A equipe que criou a cápsula de coelho impressa em 3D planeja aproveitar a flexibilidade geométrica oferecida pela fabricação aditiva para criar designs mais complexos com características únicas que são difíceis de fabricar convencionalmente.
Este trabalho foi apoiado pelo programa de Tecnologias Avançadas de Materiais e Fabricação do Departamento de Energia dos Estados Unidos, que tem como objetivo acelerar a comercialização de novos materiais e tecnologias de fabricação por meio de demonstrações e implantações.