英国原子能管理局联手Kingsbury和Additure，推进核聚变能增材制造项目

2025年5月21日，南极熊获悉，英国工程设备供应商Kingsbury和金属增材制造公司Additure已受英国原子能管理局 (UKAEA)委托，提供增材制造技术和专业知识，助力英国持续推进聚变能研究。此次合作将支持开发能够耐受聚变反应堆极端条件的部件，重点关注创新材料和设计方法。

重点关注的领域之一是使用钨（与铜等材料分层）来实现部件必要的耐久性。为了支持这项工作，Kingsbury 和 Additure 将在英国原子能管理局 (UKAEA) 的设施中交付并安装一台尼康 SLM Solutions SLM 280 2.0 激光粉末床熔融 (LPBF) 系统。

Additure 业务发展经理Will Priest 表示：“我们很高兴能够支持 UKAEA团队的扩展，我们不仅利用 SLM 280 的 LPBF 功能，还利用增材制造生态系统的所有关键要素，使其成为 UKAEA 和英国聚变计划的强大制造解决方案。”

△SLM 280 生产系列系统。图片来自尼康 SLM Solutions

关于英国原子能管理局

英国原子能管理局 (UKAEA) 是英国的国家聚变能研究机构。它是一个由能源安全部和净零项目 (Net Zero)资助的非政府公共执行机构，通过与制造商和供应链合作，引进和扩展商业化聚变能部署所需的技术，从而促进工业聚变能力的提升。

英国原子能管理局 (UKAEA) 致力于推动增材制造的商业化，并支持英国工业向聚变能源领域转型。我们致力于将复杂的研发领域推向商业化，而我们供应链的建议和支持对于加快这一进程至关重要。UKAEA 制造、安装和维护运营主管 Roy Marshall 表示。

△JET内部叠加等离子体。图片来自英国原子能管理局。

Additure 的作用和技术贡献

聚变能计划的核心是SLM 280 2.0，这是一款专为高性能应用而设计的LPBF系统，包括难熔金属的开发。SLM 280 2.0系统构建速度比单激光器方案快80%，并集成了粉末筛模块和系统冷却增强功能等安全功能。

除了设备交付外，Additure 还为英国原子能管理局 (UKAEA) 的研究、材料和设计团队提供全面的技术培训，包括机器设置、构建优化以及特殊功能（例如加热缩小构建体积）的详细指导。

Marshall 先生说道：“Additure的应用培训将为我们的工程师提供设计核聚变所需的一些复杂结构的新方法，并使他们能够使用一些最具挑战性的材料来实现这些结构。为了使增材制造能够为核聚变能做出贡献，更多的设计师需要思考：‘哪种工艺最适合所需的热性能或结构性能？’以及‘如何创建一个最适合增材制造的设计？’”。

推进激光束整形3D打印

光束整形技术在工业金属3D打印方面具有显著优势，正在被3D打印领域内的多家企业研究开发和商业化。

2024年，德国研究机构弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT）展示了全新的3D打印光束整形技术。弗劳恩霍夫团队正在与亚琛工业大学光学系统技术系（TOS）合作，开发一个用于研究复杂激光光束轮廓的测试系统，可以为激光粉末床熔合(LPBF) 3D 打印创建定制的光束轮廓，提高零件质量、工艺稳定性和生产率，同时最大限度地减少材料浪费。

△利用构建的光束整形系统，LCoS-SLM 可用于在 LPBF 过程中通过选择性弯曲激光束的相位前沿来生成几乎任何光束轮廓

2022年，Equispheres和Aconity3D利用激光光束整形 3D 打印技术，实现了比行业标准高出近九倍的打印速度。Equispheres 的NExP-1 铝粉与 Aconity3D 的AconityMIDI+ LPBF 3D 打印机配合使用，使单台激光器的打印速度超过 430 立方厘米/小时。

这套系统经过改装，采用具有光束整形功能的PG YLR 3000/1000-AM 激光器。通过在缩放的高斯分布上使用整形光束，该团队减少了高速 3D 打印过程中的过热现象，并减少了飞溅的形成。