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2026/05/08 3D列印進軍核能產業！改寫核反應器製造規則

在全球能源轉型與製造技術升級的浪潮下，3D列印正逐步進入高度監管的核能產業。近日，Argonne National Laboratory向ASME提交首份「Code Case」草案，提議將雷射粉末床熔融（LPBF）正式納入核反應器高溫結構零件的製造標準，為產業開啟全新里程碑。

實驗室研究人員正在利用3D列印技術，研究如何加強核子供應鏈

為何LPBF對核能產業如此關鍵？
LPBF（Laser Powder Bed Fusion）是一種高精度金屬3D列印技術，能製造複雜的幾何結構，並提升設計自由度。然而，由於核能產業長期依賴嚴格法規，這項技術在過去難以被正式採用。若此次通過提案，將帶來三大關鍵效益：
  • 縮短製造交期
  • 提升設計彈性
  • 強化核能供應鏈韌性

這些優勢在其他產業已被驗證，但核能領域始終受限於法規門檻。

為何核能產業引入3D列印這麼困難？
核反應器的結構零件需承受高溫與長期壓力，因此製造方式必須符合嚴格標準。然而目前規範主要針對傳統製造方法，導致3D列印缺乏「正式認證途徑」。

因此，促使3D列印多用於非關鍵零件，無法引入高價值結構件，導致技術潛力無法完全發揮，所以四大國家實驗室才聯手突破這些關卡。

此次提案並非單一機構完成，而是由多個頂尖研究機構共同推動，包括：
  • Argonne National Laboratory
  • Oak Ridge National Laboratory
  • Idaho National Laboratory
  • Los Alamos National Laboratory

透過美國能源部（DOE）先進製造計劃來整合資源，讓3D列印在核能領域建立標準化流程。

橡樹嶺國家實驗室研究人員

下一步：AI加速材料認證
縮短材料認證時間是未來發展重點。傳統方法需要長時間測試材料在極端條件下的表現，而此計劃引入AI與機器學習，結合：
  • 即時製程監控
  • 數據分析
  • AI預測模型

打造更完整的數位製造體系，加速技術落地。

核能3D列印的最大瓶頸是什麼？
目前最大挑戰是「認證流程」。傳統的標準主要針對材料本身，但3D列印涉及製程與結構差異，因此需要全新評估方式。這正是此次ASME提案的核心目的——建立完整的技術認證框架。

產業影響與未來趨勢
其他企業與機構也已開始佈局，例如核能設備引入3D列印零件，提升供應鏈效率與降低成本。但此次提案更進一步試圖建立「可複製的標準路徑」。若成功，將帶來深遠影響：
  • 核能製造全面數位化
  • 3D列印進入高門檻產業
  • 能源供應鏈更具彈性與效率
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