美国能源部授予普渡大学80万美元，以使用AI推进3D打印核反应堆

时间：2020-09-08 08:54 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网9月8日讯，普渡大学已从美国能源部（DoE）获得80万美元的赠款，以加速3D打印核反应堆堆芯的开发。这笔赠款将使Purdue的工程师成为由Oak Ridge国家实验室领导的“转化挑战反应堆（TCR）演示计划”的主要贡献者。该项目旨在利用定向能量沉积（DED）技术，到2023年建成并推出全球首个3D打印微型反应器。普渡大学将特别致力于新型人工智能模型的开发，以确保微反应器关键组件的核级质量。
该项目的技术负责人兼普渡大学核工程副教授汉尼·阿卜杜勒·哈利克（Hany Abdel-Khalik）解释说：“普渡大学将填补核工业的技术空白，反映出应用AI策略支持增材制造的广泛趋势。 AM使制造过程中的设计得以调整，从而大大降低了生产成本和时间。我们的工作旨在通过使用AI支持的软件系统来确保增材制造反应堆组件的广泛采用，以确保安全性和可靠性。”

将不锈钢直接沉积到用于核反应堆的3D打印组件的热成像。通过ORNL / US能源部的视频。
美国的核反应堆
        微反应器是一种新型的核反应堆，其特点是具有灵活性和多功能性，大型反应堆系统通常不具备这些特征。就目前而言，美国20％的电力供应来自核能，但提供它的所有反应堆都是基于已有70年历史的轻水技术。一旦投入运行，TCR微型反应器将成为40多年来在该国运行的第一座先进反应器。Abdel-Khalik补充说：“微反应器为核工业带来了变革性趋势-这一趋势使更简化的建造和部署过程能够解决仅靠大型核反应堆无法克服的国家能源挑战。”
3D打印，人工智能和核科学的结合
          该项目的核心目标之一是鼓励在核工业中使用3D打印，计算模型和AI。橡树岭希望这项工作还将大大减少制造成本和交货时间，同时提高安全性并增加可及性。普渡大学声称在核工程，材料，数据分析和模拟方面拥有深厚的专业知识，使工程部门非常适合该项目。首席研究员张兴航表示，大学的AI模型将利用强化学习（强化学习），这是三种基本的机器学习范例之一。使用该模型，研究人员将能够以自动方式微调和优化某些AM工艺参数，例如打印速度和熔化温度。
         橡树岭（Oak Ridge）TCR计划主任库尔特·特拉尼（Kurt Terrani）总结说：“ AM和AI技术的同步应用对于提供最丰富的数据和最具成本效益的核组件鉴定过程至关重要。这是TCR计划的主要目标之一：利用现代技术提供一种更好的新型部署核能的方法。该计划正在吸引行业，监管机构以及在这种情况下的大学参与，以确保以广泛的方式开发和采用最佳方法。”

用于原型反应堆的3D打印组件。图片来自Britanny Cramer / ORNL /美国能源部。
近年来，在学术界和工业界，人工智能在增材制造中的使用开始真正普及。就在上个月，来自阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）和德克萨斯A＆M大学的研究人员使用实时温度数据以及机器学习算法，在激光粉末床熔融过程中的热历史与表面缺陷的形成之间建立了关联关系。一旦建立了足够的模型，科学家就可以纯粹基于后续构建的温度曲线来预测缺陷的形成。

在意大利的其他地方，医疗植入物制造商REJOINT已使用AI将大规模定制和疗法个性化引入其产品。该公司已开始使用GE Additive EBM技术以及术中和术后数据的计算机分析来为其患者制作个性化的膝关节植入物。

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