مختبر أوك ريدج الوطني وشركة A.J. Tuck ينتجان خزان HIP مانعًا للتسرب عبر التشكيل الكهربائي على قطع مطبوعة ثلاثية الأبعاد

أخبار ar.wedoany.com، طوّر مختبر أوك ريدج الوطني (Oak Ridge National Laboratory) بالتعاون مع شركة A.J. Tuck أسلوب تصنيع يجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد والتشكيل الكهربائي لإنتاج خزانات الضغط المتوازن الساخن (HIP) معقّدة البنية ومانعة للتسرب. يُعد خزان HIP حاوية محكمة الإغلاق تُستخدم لتكثيف المساحيق المعدنية إلى مكونات عالية الأداء تحت درجات حرارة وضغوط مرتفعة، وتشمل تطبيقاته أنظمة الطاقة النووية المتقدمة.

يستهدف هذا البحث قضية تركز سلاسل توريد الحدادة والصب الأمريكية في الخارج. وأوضحت الباحثة المساعدة في ORNL فانشيكا سينغ (Vanshika Singh) أن المشروع يُظهر قدرة التشكيل الكهربائي على إنتاج خزانات HIP مانعة للتسرب لتطبيقات الطاقة النووية المتقدمة، مما قد يتيح تصنيع هذه المكونات محليًا في الولايات المتحدة ويخفف الضغط على سلاسل التوريد.

تبدأ العملية بطباعة ثلاثية الأبعاد لجسم بوليمري يحدد شكل المكوّن. يُوضع الجسم بعد ذلك في خلية تحليل كهربائي، حيث يُطبَّق تيار كهربائي عبر التشكيل الكهربائي لترسيب غلاف معدني كثيف بسمك يتراوح بين 2 و3 مليمترات على الشكل الهندسي المطبوع. بعد إزالة البوليمر بمحلول حمضي، تبقى بنية معدنية مجوفة تُملأ بالمسحوق المعدني وتُغلق بإحكام ثم تُرسل إلى معدات الضغط المتوازن الساخن للمعالجة. وترى المهندسة الميكانيكية في ORNL آمي جاكسون (Amiee Jackson) أن التشكيل الكهربائي يتيح إنتاج أشكال دقيقة وعالية الدقة بسرعة، مع تجاوز العديد من القيود التي تفرضها طرق التصنيع التقليدية.

تم في المرحلة الأولى إنتاج خمسة خزانات أسطوانية مانعة للتسرب بارتفاع 15.2 سنتيمترًا وقطر 10.2 سنتيمتر، بتصميم منفذ متكامل يلغي الحاجة إلى عمليات لحام منفصلة. وتجري الآن المرحلة الثانية، التي تطبّق هذه العملية على بنى هندسية أكثر تعقيدًا، بما في ذلك الدفاعات والصمامات المستخدمة في الأنظمة النووية.

صرّح رئيس شركة A.J. Tuck دارا ويليامز (Dara Williams) أن التحقق من إنتاج خزانات HIP مانعة للتسرب بهذه الدقة يفتح الباب فعليًا أمام التصنيع النووي المحلي في الولايات المتحدة. وقد قدّم فريق المشروع أيضًا إفصاحًا عن الاختراع بالإضافة إلى طلب براءة اختراع مؤقت يغطي هذه التقنية.