美國北卡羅來納州立大學(xué)、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）與日本企業(yè)JEOL的合作團(tuán)隊(duì)，成功通過3D打印技術(shù)制造鎢制防護(hù)板，并在美國圣迭戈的DIII-D聚變實(shí)驗(yàn)裝置中完成測試。這些鎢板在安裝后共接受了74次高溫等離子體照射，全程保持完好無損。

鎢的熔點(diǎn)高達(dá)3422℃，是抵御聚變反應(yīng)堆內(nèi)壁高熱量的理想材料，但在200℃至600℃區(qū)間內(nèi)極易脆裂，傳統(tǒng)銑削加工困難，鑄造幾乎不可行，且激光3D打印常導(dǎo)致部件出現(xiàn)裂紋和氣孔。為此，研究團(tuán)隊(duì)采用電子束熔融（EBM）工藝，在真空腔室內(nèi)將金屬粉末逐層熔化，并將環(huán)境溫度維持在1400℃以上，使鎢材始終保持足夠溫度而不發(fā)生脆斷。此前該技術(shù)僅能制備約5厘米寬的小樣，此次為DIII-D裝置定制的單塊面板尺寸擴(kuò)大至約14×13厘米。

從首次會議到Zui終安裝耗時(shí)約八個月。生產(chǎn)環(huán)節(jié)由JEOL在日本使用JAM-5200EBM大型設(shè)備完成，ORNL提供資金支持。北卡州立大學(xué)學(xué)生Olivia Mehalick負(fù)責(zé)后續(xù)處理，采用低壓電火花線切割技術(shù)對脆弱金屬進(jìn)行成型，并經(jīng)機(jī)器打磨表面。2026年7月，技術(shù)人員將這些鎢板正式安裝于DIII-D裝置。

在為期三天的測試中，鎢板累計(jì)接觸等離子體約四分鐘。作為對比，旁邊一塊常規(guī)鎢板因安裝不當(dāng)導(dǎo)致邊緣熔化，甚至濺射到一塊3D打印鎢板上，但后者依然未受損。目前北卡州立大學(xué)正對受測鎢板進(jìn)行細(xì)致分析。ORNL的Michael Kirka指出，3D打印鎢在聚變應(yīng)用上已從“有前景”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙羊?yàn)證”。此外，JEOL正計(jì)劃在北卡州立大學(xué)部署自有3D打印設(shè)備。

資料來源：3Druck.com - A Revista Independente AM；原文發(fā)布日期：2026-10-27。本文為資料編譯。