普林斯顿科学家3D打印核反应堆零部件

        作为普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的科学家， Bob Ellis时不时地就会接到类似韩国超级计算托卡马克先进研究（KSTAR）机构的电话。这一次，对方的需求是一个水冷固定反射镜，该反射镜需要经受住长达5分钟的强热冲击，以便微波发射器能够定向发射微波束，通过加热等离子体点燃核聚变反应。

        而这种东西正是所Ellis擅长的。

普林斯顿科学家3D打印核反应堆零部件

        Ellis为他的镜子设计3D打印塑料原型。

        Ellis曾经制造过一些不使用冷却液的反射镜，以用在时间更短的实验里。这些经历使他相信，3D打印将是制造这种新型零部件的最好办法。不过使用3D打印制作金属零部件对于Ellis来说，也是一个新事物。PPPL机械工程事业部的负责人Phil Heitzenroeder解释他们为什么要使用金属3D打印技术，以前他们从来没有使用过这种技术：
       
        “金属大约是在5年前进入3D打印领域的，那个时候还很新奇，而如今应用得已经很普遍了。”

普林斯顿科学家3D打印核反应堆零部件

        在这个案例中，对于大多数人而言，制造一个水冷镜子去加热等离子体以启动核聚变反应可能感觉十分遥远。但无论如何，3D打印这种不需要太多的其他处理，一次性生成完整部件的能力是制造这种高应力金属部件的理想方法。

        让我们看看这个高科技的镜子是如何3D打印出来的吧！首先通过软件为这个鞋盒大小的系统构建出CAD-CAM模型。该模型随后被送往Imperial Machine and Tool公司进行3D打印，使用的是不锈钢和铜作为原料。这家拥有70年历史的加工企除了传统的金属加工设备还添加了几台增材制造（即3D打印）设备。 该公司总裁Christian Joest报告称，这块水冷式反射镜从机器加原料开始，到打印完成总共花了约20个小时。

普林斯顿科学家3D打印核反应堆零部件

        这种特殊的零部件特别适合使用3D打印技术，否则就必须分成不同的部分分别制造，然后再组装起来。其组装的结合部有可能形成潜在的缺陷，而且为了形成冷却通道还需要在组装前进行钻孔。而使用3D打印就不需要这些麻烦事。

        KSTAR拿到水冷式反射镜十分满意，所以他们又找Ellis再设计一个可以由计算机控制的反射镜，以便将微波束导流到加热等离子体的特定区域。