俄罗斯3D打印核反应堆叶轮获认证
摘要
俄罗斯Afrikantov实验设计局通过选择性激光熔化技术3D打印出RITM-200船用反应堆泵设备的叶轮，采用12Х18Н10Т不锈钢材料。此举获得了俄罗斯海事船级社的首张证书，将生产周期缩短20%。SLM技术能够制造几何结构复杂、强度更高的零部件，消除了焊接薄弱点。RITM-200反应堆基于60多年核舰队运行经验开发，兼具高功率、安全性和紧凑性，已应用于核动力破冰船队，并计划在楚科奇、雅库特和乌兹别克斯坦建设浮动式发电单元和低功率核电站。
俄罗斯国家原子能公司机械工程部门下属的Afrikantov实验设计局(OKBM Afrikantov)专家们通过3D打印技术制造了RITM-200反应堆泵设备的叶轮或“轮子”。该部件是在OKBM Afrikantov位于下诺夫哥罗德的增材技术中心使用金属粉末选择性激光熔化(SLM)技术打印而成。生产材料为工业广泛使用的不锈钢牌号12Х18Н10Т。
OKBM Afrikantov于2025年11月获得使用国产Ilist-L+ 3D打印机制造RITM-200船用反应堆设备组件的许可。随后制定并批准了监管文件，并获得了首张俄罗斯海事船级社证书。SLM技术的应用为设计和生产结构复杂度更高、强度更高的新型系列产品、零部件和组件开辟了可能性。
“使用增材选择性激光熔化技术时，不锈钢牌号12Х18Н10Т获得了新的机械和性能特性，”OKBM Afrikantov增材技术中心主任Alexander Lukoyanov解释说，“这扩大了材料的应用范围，提高了产品的可靠性和效率。监管文件的制定和材料特性的确认为其作为反应堆装置设备组成部分的进一步工业应用建立了稳定的技术和监管基础。”
在评论增材技术在RITM-200船用反应堆装置元件生产中的应用效果时，俄罗斯国家原子能公司燃料部门(TVEL)增材技术业务部门主任Ilya Kavelashvili指出：“增材技术的使用确保了结果的高度可重复性，最小化材料用量并缩短零部件制造时间。根据我们的计算，‘轮子’在增材生产过程中的生产周期持续时间缩短了20%。”
他补充道：“特别值得一提的是，这一先例为制定核工业复杂关键零部件增材生产工艺路线图提供了强大动力。这最终为大规模生产用于核工业高科技设备制造的广泛产品系列奠定了坚实基础，并将国内机械工程的质量提升到新水平。”
SLM技术是一种先进的增材制造(3D打印)方法，使用激光能源逐层熔化金属粉末，以制造几何形状复杂、精度高、致密且耐用的3D产品。在机械工程中，这种方法可用于生产轻量化组件、原型和设备，以及不可拆卸结构和功能单元。SLM制造的组件通常更耐用，因为消除了焊接和预制结构这些最薄弱环节。
RITM-200反应堆装置基于60多年核动力舰队运行经验开发，结合了包括3D设计、计算程序和超级计算机在内的现代技术。RITM-200具有高功率、安全性和紧凑性的独特组合。该装置自2020年起作为俄罗斯核动力破冰船队的一部分运行，并构成能够为偏远地区供电的浮动式发电单元和低功率核电站的基础。正在建造一系列浮动式发电单元，为楚科奇的大型工业用户供电。还在实施使用RITM-200在雅库特和乌兹别克斯坦建设低功率核电站的项目。