英国原子能管理局（UKAEA）在其新启动的中央支持设施（CSF）中启用了两套三维打印系统--一套是瑞典制造商Freemelt的电子束设备，另一套是金属三维打印机制造商Nikon SLM Solutions的激光系统，用于生产未来聚变电厂的先进组件。
英国原子能管理局（UKAEA）在其新启动的中央支持设施（CSF）中启用了两套三维打印系统--一套是瑞典制造商Freemelt的电子束设备，另一套是金属三维打印机制造商Nikon SLM Solutions的激光系统，用于生产未来聚变电厂的先进组件。
"核聚变代表着能源的未来--但只有通过大胆的创新和值得信赖的合作才能实现。在尼康SLM解决方案公司，我们很荣幸能以行业领先的选择性激光熔融技术为UKAEA的使命提供支持，帮助实现复杂、高性能的核聚变组件不仅是可能的，而且是可扩展的。尼康SLM解决方案公司英国和北欧地区业务总监Christoph Barefoot表示："通过这一里程碑，我们离商业核聚变更近了一步，也离更可持续发展的明天更近了一步。
互补技术：电子束和激光熔化
安装在 CSF 的两台机器采用了不同但互补的增材制造技术。其中一台是 Freemelt 公司的 eMELT 电子束粉末床熔融（E-PBF）系统，它使用电子束将钨粉熔融成几乎完全致密的部件。它将使 UKAEA 能够在铜铬锆、不锈钢和 Eurofer 97（一种专为核聚变应用开发的钢材）等与核聚变相关的材料上进行钨分层。
第二套系统是 SLM280 选择性激光熔融机，由尼康 SLM 开发，Kingsbury Machine Tools 提供，并得到了金属增材制造公司 Additure 的支持。
这些三维打印系统将用于制造面向等离子体的部件--在操作过程中暴露在高温下的部件--同时最大限度地减少对焊接等传统连接工艺的需求。这种简化减少了制造步骤，提高了整体效率。
"聚变发电厂将需要成千上万甚至数百万个具有复杂几何形状的组件，这些组件必须能够承受聚变环境的极端条件。快速成型制造技术对于以商业上可行的规模开发这些部件至关重要。英国原子能机构制造、安装和维护业务主管罗伊-马歇尔（Roy Marshall）表示："在同一屋檐下同时拥有电子束和选择性激光技术，并且能够实现生产规模的产出，这在核聚变行业尚属首次。
下一步：实现可扩展的生产
英国原子能机构目前正在积极努力，使工业合作伙伴具备实现大型核聚变能源所需的大规模精密制造能力。新部署的三维打印系统将开始生产具有复杂几何形状的部件，并支持对快速制造材料行为的实验研究。早期的制造试验将重点关注钨与铜铬锆的分层，这些材料对聚变反应堆至关重要。
全球在聚变能源方面的努力
近日，美国普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的工程师们宣布，他们正在为预计于2026年开始运行的聚变研究装置国家球形环实验升级版（NSTX-U）的组装做准备。 为了确保组件的精确对准，他们制作了50多个3D打印原型。NSTX-U 的核心是一个磁体束，它将一个 19 英尺长的环形磁场 (TF) 磁体与一个欧姆加热 (OH) 线圈结合在一起。
上个月，意大利能源研究机构ENEA（意大利国家新技术、能源和可持续经济发展局）发表了一项新成果，显示了经过精密结构设计的增材制造泡沫在受到高功率纳秒激光脉冲照射时的表现。Mattia Cipriani 等人在 2025 年 6 月 4 日的 arXiv 预印本中描述了这项工作，该工作将ENEA 在意大利弗拉斯卡蒂研究中心的 40 J "ABC "掺钕玻璃激光器上进行的实验与全三维 FLASH 辐射流体力学模拟相结合，以量化烧蚀速度和对未来惯性约束聚变（ICF）目标设计至关重要的激光散射机制。
ICF 是一种实现核聚变的方法，它利用强能量爆发（通常是激光或粒子束）来快速压缩和加热小型燃料颗粒，燃料颗粒通常由氘和氚（氢的两种同位素）组成。
