La sfida della fusione nucleare – energia pulita e (quasi) illimitata – si gioca anche sulla capacità di costruire materiali in grado di sopravvivere a condizioni estreme. È in questo contesto che l’Autorità per l’Energia Atomica del Regno Unito (UKAEA) ha annunciato l’adozione di due nuove stampanti 3D avanzate per fabbricare componenti destinati ai futuri impianti a fusione. Si tratta di un passo decisivo per accelerare il passaggio da laboratorio a realtà industriale.
Perché la stampa 3D è cruciale per la fusione nucleare
All’interno di un reattore a fusione, i materiali devono resistere a temperature elevatissime, flussi di neutroni intensi e campi magnetici estremi. La produzione tradizionale fatica a stare al passo con queste esigenze, soprattutto quando si tratta di componenti complessi e su misura.
È qui che entra in gioco la produzione additiva. UKAEA ha installato le due stampanti presso la nuova Central Support Facility, con l’obiettivo di rendere scalabile e conveniente la realizzazione dei componenti necessari.
Come spiegato da Roy Marshall, responsabile delle operazioni per la fabbricazione e manutenzione, le centrali a fusione richiederanno milioni di pezzi dalle forme intricate. E la stampa 3D consente esattamente questo: produrre oggetti di alta precisione in piccoli volumi, riducendo passaggi come la saldatura e migliorando efficienza e controllo.
“Le future centrali elettriche a fusione richiederanno migliaia, o addirittura milioni, di componenti con geometrie complesse in grado di resistere alle condizioni estreme di un ambiente di fusione. L’UKAEA ritiene che la produzione additiva sarà essenziale per lo sviluppo di questi componenti su una scala che renda la fusione commercialmente fattibile”.
Due tecnologie complementari per costruire il futuro
Le stampanti selezionate operano con tecniche differenti, ma sinergiche. La prima, una Electron Beam Powder Bed Fusion (E-PBF) prodotta dalla svedese Freemelt, utilizza un fascio di elettroni per fondere polvere di tungsteno – un materiale ultra-resistente, perfetto per le superfici esposte al plasma incandescente. Questa tecnologia consente di stratificare il tungsteno su metalli come rame-cromo-zirconio e acciaio inossidabile, fondamentali nei reattori.
La seconda è una SLM280 a fusione laser selettiva di Nikon SLM Solutions, ideale per sperimentare geometrie audaci e combinazioni di materiali difficili da ottenere con i metodi tradizionali. Avere entrambe le stampanti sotto lo stesso tetto rappresenta una prima assoluta nel campo della fusione nucleare.
L’obiettivo è chiaro: abbattere i costi e dimostrare che i pezzi per la fusione possono essere realizzati su scala industriale.
Come ha dichiarato Christoph Barefoot di Nikon SLM Solutions:
“La fusione rappresenta il futuro dell’energia, ma può essere realizzata solo attraverso un’innovazione audace e una collaborazione di fiducia. Noi di Nikon SLM Solutions siamo orgogliosi di sostenere la missione di UKAEA con la nostra tecnologia di fusione laser selettiva leader del settore, che contribuisce a rendere i componenti di fusione complessi e ad alte prestazioni non solo possibili, ma anche scalabili. Con questa pietra miliare, facciamo un passo avanti verso la fusione commerciale e un domani più sostenibile”.
