Il Oak Ridge National Laboratory (ORNL), il più grande centro di ricerca e sviluppo finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), ha completato con successo il test di una capsula in metallo stampata in 3D, destinata all’uso nel reattore ad alta flusso di isotopi (HFIR) del laboratorio. Conosciute anche come “capsule per conigli”, queste componenti metalliche sono impiegate per misurare le prestazioni e la sicurezza dei reattori di prova nel campo dell’energia nucleare.
La Creazione della Capsula con la Stampa 3D
L’ORNL, da tempo leader nell’innovazione della produzione additiva (AM), ha realizzato la capsula in acciaio inox utilizzando una stampante basata sulla tecnologia di fusione a letto di polvere (PBF). Un team dell’ORNL ha anche progettato il componente, che è riuscito a resistere alle condizioni estremamente difficili all’interno del reattore HFIR per quasi un mese.
Futuri Sviluppi della Ricerca sulla Stampa 3D
La ricerca sulla capsula stampata in 3D continuerà con test post-irraggiamento che si terranno durante l’inverno. I risultati di questo progetto serviranno per ampliare ulteriormente le attività di ricerca e sviluppo relative alla stampa 3D di componenti per l’energia nucleare, ma anche per altre industrie che operano in ambienti soggetti a regolamentazioni altrettanto severe. Il progetto è supportato da fondi provenienti dall’ufficio delle Tecnologie Avanzate per i Materiali e la Produzione del DOE.
Un Passo Importante per l’Industria della Stampa 3D
Richard Howard, responsabile del gruppo per l’ingegneria di irraggiamento dell’ORNL, ha commentato che questo progetto rappresenta un passo significativo per dimostrare che la stampa additiva può essere utilizzata per sviluppare e qualificare componenti specializzati che non possono essere realizzati con metodi tradizionali. Ryan Denhoff, direttore della Manufacturing Demonstration Facility di ORNL, ha aggiunto che, man mano che si dimostra l’affidabilità di questi componenti stampati, si guarda a un futuro in cui la stampa 3D potrebbe diventare una prassi comune nella produzione di altre parti critiche per i reattori.
L’Energia Nucleare come Opportunità per la Stampa 3D
Secondo alcuni esperti, l’energia nucleare si sta profilando come una delle aree con maggiori opportunità di crescita per l’industria della stampa 3D, anche grazie agli sforzi del DOE per accelerare la ricerca sull’uso della stampa additiva nello sviluppo di materiali in grado di resistere agli ambienti estremi dei reattori nucleari. In questo contesto, l’ORNL ha un ruolo cruciale da svolgere, grazie alla sua posizione di leader nella ricerca sull’energia nucleare e come pioniere nell’adozione della produzione additiva.
Il Ruolo Strategico di ORNL nella Collaborazione con la Difesa e l’Energia
Poiché l’ORNL è un’istituzione sponsorizzata dal DOE che collabora frequentemente con il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DoD), ha una posizione privilegiata per facilitare l’ingresso nel settore energetico delle numerose aziende di stampa 3D che già lavorano con il settore militare. Un esempio di questa collaborazione è rappresentato dalle macchine ARCEMY, vendute da AML3D al DoD, che sono installate presso l’ORNL. Il settore energetico è uno degli ambiti principali per AML3D, che ha recentemente ampliato la sua presenza nell’industria delle utility negli Stati Uniti grazie a un accordo con la Tennessee Valley Authority (TVA).
Il Futuro della Stampa 3D nell’Energia Nucleare
Secondo alcuni osservatori, il miglior scenario per l’industria della stampa 3D negli Stati Uniti nei prossimi cinque anni consisterebbe principalmente nel trasferimento delle competenze dalla sfera pubblico-privato dominata dalle attività di difesa verso la sfera pubblico-privato coinvolta nelle infrastrutture energetiche degli Stati Uniti. L’energia nucleare è storicamente l’ambito in cui il governo e l’industria privata hanno collaborato più strettamente, un ulteriore motivo per nutrire grandi aspettative per il futuro della stampa 3D nelle applicazioni nucleari.
