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3D-Druckanwendungen in der Kernkraftindustrie

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Die Herstellung von Brennelementen ist eine Präzisionsarbeit der Spitzenklasse

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Derzeit sind die beiden Technologien 3D-Druck und 3D-Design in vielen Branchen weit verbreitet, z. B. in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Film- und Fernsehbranche und der medizinischen Behandlung. Aber wissen Sie was? Es gibt einen anderen Bereich, mit dem wir relativ wenig vertraut sind - die Kernkraft.

Zunächst einmal der 3D-Druck. Forschungsergebnissen zufolge wird diese Technologie in der Kernenergie vor allem für die Herstellung von Ausrüstungen für die Kernenergie eingesetzt, da sie schneller, flexibler und kostengünstiger ist als herkömmliche Verfahren. Und dieser letzte Punkt ist besonders wichtig, da die Gewinne der Kernkraftwerke derzeit aufgrund des Rückgangs der Großhandelspreise für Strom weiter sinken und der 3D-Druck ihnen helfen kann, Kosten zu sparen.

Im Bereich der Kernenergie hat Rosatom, ein staatliches russisches Kernkraftwerk, ein Unternehmen zur Entwicklung der 3D-Drucktechnologie gegründet. Das Unternehmen hat einen Gen-II-Drucker für die Herstellung von Energiekomponenten entwickelt. Siemens installierte ein Metalllaufrad für Feuerlöschpumpen im slowenischen Kernkraftwerk Krko.

Das China Nuclear Power Research and Design Institute und die Southern Additive Technology Co., Ltd. haben gemeinsam das Projekt zur additiven Fertigung (3D-Druck) des Reaktordruckbehälters ACP100 initiiert. Durch den Einsatz der groß angelegten Elektrofusions-3D-Drucktechnologie kann die integrale Formung großer Metallkomponenten mit komplexen Strukturen präzise realisiert werden, was einen neuen Weg für die hochwertige, hocheffiziente und kostengünstige Herstellung von Kernkraftanlagen eröffnet. Nach technischer Bewertung kann die Produktleistung von 3D-gedruckten Teststücken die von Schmiedeprodukten erreichen oder sogar teilweise übertreffen.

Die Herstellung von Kernbrennelementen ist eine High-End-Präzisionsfertigung, die Design und Verarbeitung integriert. Sie hat eine komplexe Struktur und erfordert mehrere prozessübergreifende Abläufe. China Nuclear North Nuclear Fuel Element Co. Ltd. (Werk 202) setzte die 3D-Drucktechnologie des selektiven Laserschmelzens ein, um den unteren Rohrboden des autonomen CAP1400-Brennelementprototyps herzustellen.