La corsa verso l'energia pulita e illimitata della fusione nucleare è ancora lunga, poiché nonostante i tanti progressi fatti, si scontra con sfide ingegneristiche monumentali. All'interno di un reattore, le condizioni sono a dir poco estreme: temperature infernali, carichi di neutroni intensi e campi magnetici potentissimi mettono a dura prova qualsiasi materiale.
Creare componenti in grado non solo di resistere, ma di operare in modo affidabile in questo ambiente è uno dei passaggi chiave per trasformare la fusione da sogno scientifico a realtà commerciale. È proprio in questo ambito che l'Autorità per l'Energia Atomica del Regno Unito (UKAEA) ha deciso di compiere un passo da gigante, affidandosi a una delle tecnologie più promettenti del nostro tempo: la produzione additiva.
L'ente di ricerca britannico ha infatti messo in funzione due nuove e avanzate macchine per la stampa 3D, destinate a fabbricare i pezzi dei futuri impianti a fusione. Questa scelta non è casuale. Come spiegato da Roy Marshall, responsabile delle operazioni per la fabbricazione e manutenzione di UKAEA, le centrali a fusione del futuro richiederanno migliaia, se non milioni, di componenti dalle geometrie complesse. La produzione additiva si rivela perfetta per questo scopo, permettendo di realizzare design intricati in piccoli volumi, ideali per i reattori che, almeno nel prossimo futuro, saranno macchine altamente specializzate e personalizzate.
Le due stampanti, ospitate presso la nuova Central Support Facility (CSF), utilizzano metodi complementari per raggiungere l'obiettivo. La prima, una eMELT Electron Beam Powder Bed Fusion (E-PBF) dell'azienda svedese Freemelt, impiega un fascio di elettroni per fondere polvere di tungsteno, creando componenti quasi solidi con una densità vicina al 100%. Il tungsteno è un materiale ultra-resistente, essenziale per le superfici che si affacciano direttamente sul plasma incandescente. Questa macchina permetterà di stratificare il tungsteno su altri metalli importanti per la fusione, come il rame cromo zirconio e l'acciaio inossidabile. La seconda stampante, una SLM280 a fusione laser selettiva prodotta da Nikon SLM Solutions, sarà invece usata per sperimentare geometrie ardite e combinazioni di materiali che sarebbero proibitive con le tecniche tradizionali.
Avere entrambe le tecnologie sotto lo stesso tetto, pronte a produrre su scala, rappresenta una prima assoluta per l'industria della fusione. L'adozione di questi sistemi non solo rende la produzione di parti complesse più efficiente, ma riduce anche la dipendenza da tecniche classiche come la saldatura, minimizzando il numero di passaggi produttivi.
Questo approccio è fondamentale per abbattere i costi e dimostrare che i componenti per la fusione possono essere stampati su una scala tale da rendere questa fonte di energia commercialmente sostenibile. Come ha concluso Christoph Barefoot di Nikon SLM Solutions, "La fusione rappresenta il futuro dell'energia, ma può essere realizzata solo attraverso un'innovazione coraggiosa e una solida collaborazione".
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