Využití 3D tisku v oblasti jaderné bezpečnosti

V oblastech jaderné energetiky a nukleární medicíny je bezpečnost a preciznost na prvním místě. Proto se přední český výrobce zařízení pro monitorování radiace VF Nuclear snaží neustále inovovat svá zařízení a systémy, aby byly co nejspolehlivější. Tento úkol musí zvládat efektivně a k tomu jim mimo jiné pomáhá i 3D tisk specifických komponentů. Vzhledem k náročným technickým podmínkám a individuálním požadavkům využívají možnosti zakázkového 3D tisku i v našem ostravském aplikačním centru Paarts Additive.

Společnost VF Nuclear dodává zařízení a systémy pro monitoring ionizujícího záření v jaderných elektrárnách, zdravotnictví a průmyslu do více než 40 zemí světa.  V našem ostravském aplikačním centru Paarts Additive tiskneme dílčí komponenty jako například madla, ručky, držáky a odolné krycí panely měřicích přístrojů.

„Na společnost 3Dees Industries jsme se obrátili v roce 2022 s požadavkem na výrobu specifických tenkostěnných dílů, které by byly tradičními metodami téměř nevyrobitelné a velmi nákladné. A tři roky spolupráce potvrzují, že jsme nesáhli vedle.“

Pavel Rybář, Konstruktér, VF Nuclear

Na poli aditivní výroby není VF Nuclear žádným nováčkem – většina vývoje a modelování tak zůstává na její straně. S námi obvykle prokonzultují drobné technické detaily, aby výtisky splňovaly všechny potřebné požadavky a normy.

V článku se dále dočtete:

• Jaké díly tiskneme pro VF Nuclear
• Jakými úpravami 3D díly procházejí
• Jak funguje naše spolupráce
• Jaké je využití 3D tisku v jaderném průmyslu

Tisk menších dílů i krycích panelů

Společnosti VF Nuclear tiskneme díly do měřicích přístrojů na detekci ionizujícího záření. Ty se používají všude tam, kde se pracuje s radioaktivním materiálem – tedy v jaderných elektrárnách, výzkumných centrech nebo v nukleární medicíně.  

K tisku v tomto případě nejčastěji používáme materiál PA12 – plast známý svou pevností a odolností. Kromě výše zmíněných madel, ruček a držáků jde například o krycí panely konkrétních přístrojů o různých velikostech – od malých dílů o velikosti 3x3 cm až po větší díly, které mohou mít až 30x20 cm. Některé z nich jsme vystavovali na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně.

V hlavní roli post processing

Všechny komponenty, které pro VF Nuclear tiskneme, jsou následně podrobeny různým fázím postprocessingu. Ten se vždy volí v závislosti na plánovaném použití dílů. Některé díly tedy zůstávají surové, protože budou součástí interní zástavby, kde vzhled není podstatný a zbytečně by díl prodražoval. Výtisky se také občas barví na černo pro barevné sjednocení.

V některých případech se přidává i mechanické vyhlazení v zařízení Polyshot S pro zajištění jemnějšího povrchu. Jiné komponenty je zase nutné podrobit chemickému vyhlazení, aby byly snadno čistitelné a nenasákavé. Chemicky vyhlazené díly jsou pak nerozeznatelné od lisovaných dílů.

Najdou se ale i takové díly, které je nutné dodatečně lakovat pro estetický vzhled. Jednotlivé post processingové kroky lze různě kombinovat, aby bylo dosaženo co nejlepších výsledků.

3D tisk jako řešení pro nárazové objednávky

Na měsíční bázi jsme pro VF Nuclear vytiskli už stovky dílů. Naše spolupráce je dlouhodobá, ale samozřejmě závisí na aktuální poptávce společnosti. Její výrobky jsou vysoce specializované a přizpůsobené konkrétním projektům, kdy jde mnohdy o jednotky kusů. Jakmile tedy VF Nuclear obdrží zakázku na výrobu nových měřicích přístrojů, jsme schopni rychle vyhovět jejím požadavkům.

„Velkou výhodou našich 3D tiskáren je jejich rychlost a flexibilita. Díky nim jsme schopni pružně reagovat na nárazové objednávky.“

Adam Jiruška, Production Manager, 3Dees Industries

Aditivní výroba v jaderné energetice

I když je vstup aditivní výroby do oblasti jaderné energetiky pomalejší kvůli přísným regulacím, její význam neustále roste. Umožňuje totiž flexibilní a cenově efektivní produkci specifických dílů s vysokou kvalitou a rychlou dodací dobou.

Potenciál 3D tisku v jaderné energetice je obrovský. Umožňuje výrobu náhradních dílů, které jsou obtížně dostupné nebo zastaralé, a to rychle a na míru. Dokáže také přispět ke zlepšení bezpečnosti. Například díky výrobě speciálních krytů, filtrů a dalších ochranných pomůcek, které odolávají náročným podmínkám.

Pro zajímavost

Francouzská společnost Framatome nedávno vyrobila první uran-molybdenové a uranovo-křemíkové palivové paletky na světě pomocí technologie 3D tisku. Předměty byly vyrobeny v CERCA Research and Innovation Lab (CRIL).