24 ژوئیه، 2023
تعدادی از شرکت‌های کوچک و متوسط نوآور و آینده‌نگر، همراه با TWI و دانشگاه لستر(شریک TWI در مرکز نوآوری مواد MatIC، اکنون پروژه‌های هسته‌ای جدید را در نتیجه کمک مالی (همچنین به عنوان “عمومی”) آغاز می‌کنند. در سال 2022 برنده شد. سه پروژه که هر یک دارای کنسرسیومی اختصاصی هستند که مسئول تحویل آن هستند، در راستای برنامه توافق شده با نهاد تامین مالی مربوطه، CSAMODS، CoreFlow و LowCostEB هستند.
تیم مدیریت نوآوری فناوری (TIM) TWI از هر یک از سه پروژه در مراحل مختلف فرآیند ارسال بودجه کمک مالی، از جمله کنسرسیوم‌های پروژه، هدایت مفاهیم فناوری از طریق توسعه به فرمت پیشنهادی مکتوب، مشارکت در امور مالی پروژه و ارسال نهایی سند مناقصه پشتیبانی کرد. تیم TIM از سال 2008 از شرکت‌های کوچک و متوسط در بریتانیا و اروپا حمایت می‌کند تا پتانسیل تحقیق و توسعه (R&D) خود را باز کنند و به کنسرسیوم‌های مناسب بپیوندند. در نتیجه، شرکای پروژه می‌توانند از دانش و تجربه آزمایش شده نحوه بهینه سازی برنامه های کاربردی برای کمک های مالی رقابتی (عمومی)فراوانی استفاده کنند..
پروژه CSAMODS: Cold Spray Additive of Oxide Dispersion Strengthened (ODS) با هدف توسعه تولید افزودنی اسپری سرد (CSAM) برای تولید آزاد قطعات در مقیاس بزرگ در داخل کشتی (IVCs) برای راکتورهای همجوشی، با استفاده از اکسید فولادهای تقویت شده با پراکندگی (ODS) IVCها، مانند دیورتور، دیواره اول و پوشش پرورشی، باید شرایط سخت را تحمل کنند، از جمله دمای بالا و قرار گرفتن در معرض تابش نوترون، و همچنین شرایط سختگیرانه برای حفظ یکپارچگی مکانیکی و دقت ابعادی، و نیاز به فعال سازی کم را ، برای جلوگیری از تولید زباله های پرتوزا با عمر طولانی.برآورده کنند.
فولادهای ODS برای تولید IVCهای بزرگ جذاب هستند زیرا از ذرات اکسید در مقیاس نانو استفاده می کنند. اینها مانع حرکت نابجایی می شوند و خواص بهبود یافته ای مانند استحکام کششی بالا و مقاومت در برابر خزش در دمای بالا و کاهش تورم تشعشع را فراهم می کنند. با این حال، فرآیندهای ساخت مرسوم ریزساختار ODS را از بین می برند. در نتیجه، در حال حاضر تنها راه برای ساخت اجزای فولادی ODS به شکل بزرگ و پیچیده، از طریق روش‌های یکپارچه‌سازی پودر است، اما اینها نیز محدودیت‌های عمده‌ای دارند. استفاده از CSAM در CSAMODS این مشکل را حل می‌کند و ریزساختار آلیاژهای ODS را حفظ می‌کند و اجزای متراکم و نزدیک به شبکه را مستقیماً از پودر، با نرخ رسوب بالا و هدر رفتن کم تولید می‌کند.
CSAMOD ها نشان دهنده اولین مورد برای صنعت هسته ای است و به نیاز اصلی و شناخته شده برای توسعه قدرت همجوشی آینده در مقیاس تجاری می پردازد. این پروژه امکان‌سنجی فنی و تجاری برای همجوشی را از طریق ساخت نمونه‌های آزمایشی در مقیاس کوچک در فاز 1، با هدف افزایش مقیاس تا تولید قطعات با اندازه معرف و آزمایش در فاز بالقوه 2 نشان می‌دهد.
شرکای پروژه TWI: بخش مهندسی سطح، خوردگی و رابط و دانشگاه لستر هستند. CSAMODS بودجه را از طریق SBRI: چالش‌های صنعت فیوژن – فاز 1، مسابقه تحقیقاتی تحقیقات کسبوکارهای کوچک (SBRI) که توسط برنامه صنعت همجوشی سازمان انرژی اتمی بریتانیا (UKAEA) تأمین مالی می‌شود، تضمین کرد.
SBRIچالش‌های صنعت فیوژن – فاز 1، با هدف توسعه سیستم‌های گرمایش و سرمایش نوآورانه‌ای که چالش‌های انرژی همجوشی را در بالا بردن عملکرد نیروگاه همجوشی، و مواد همجوشی جدید، فناوری و تکنیک‌های تولیدی که می‌تواند در دسترس بودن نیروگاه فیوژن را بهبود بخشد، برطرف کند.
پروژه CoreFlow با هدف ساده سازی مدیریت حرارتی نیروگاه فیوژن است. یک مسئله دیرینه در پیشرفت کارخانه های همجوشی عملی، و پرداختن به نیاز مداوم به توسعه توان همجوشی تجاری، که هر دو نیازمند ایجاد فرآیندهای جدید و پیشرفته تولید (AM) هستند.
به طور خاص، بسیاری از اجزای UKAEA کانال های خنک کننده ای تعبیه کرده اند که به آنها اجازه می دهد تا در برابر بارهای حرارتی شدید مقاومت کنند که در نهایت می تواند یکپارچگی ساختاری دستگاه فیوژن را به خطر بیندازد. ساخت قطعات سرد شده شامل توالی پیچیده ای از فرآیندهای ماشینکاری و اتصال است. نمونه ای از این دیواره اول در اجزای رو به پلاسما (PFC) راکتور است که شامل یک لایه داخلی از کاشی های بریلیوم یا تنگستن و به دنبال آن یک پانل میانی ساخته شده از یک آلیاژ بر پایه مس و یک پانل بیرونی فولاد است. UKAEA به ویژه به امکان ترکیب کانال های خنک کننده، ساخته شده از آلیاژ Cu-Cr-Zr یا مس خالص، در پانل میانی دستگاه همجوشی علاقه مند است.
روش جدید و جدید ماشینکاری زیرسطحی TWI، CoreFlow™، که اخیراً اختراع شده است، یک فرآیند حالت جامد است که به شبکه‌های کانال‌های زیرسطحی اجازه می‌دهد تا در قطعات فلزی یکپارچه در یک مرحله تولید ماشینکاری شوند.
این روش به عنوان یک فرآیند تولید جایگزین و کارآمد برای سیستم‌های مدیریت حرارتی توسعه داده شد، و پتانسیل بسیار زیادی برای ساده‌سازی قابل‌توجه ساخت صفحات خنک‌کننده فشرده و سفارشی، جایگزینی چندین مرحله تولید با یک فرآیند واحد دارد. استفاده از CoreFlow™ برای تولید کانال‌های خنک‌کننده تعبیه‌شده در یک مرحله، روش‌های تولید ساده‌تر و ساده‌تر را ممکن می‌سازد و امکانات طراحی هوشمندانه‌تری را برای بهبود بازده حرارتی ارائه می‌دهد.
TWI (بخش فرآیندهای اصطکاک و فورج) مسئولیت این پروژه را بر عهده دارد. CoreFlow همچنین از طریق برنامه Fusion Industry تأمین مالی کرد.
هدف LowCostEB: کاهش هزینه جوشکاری پرتو الکترونی (EBW) برای بهبود بهره وری در بخش های تولید سنگین، افزایش ساخت سازه های فلزی بزرگ از طریق استفاده از یک سیستم “محفظه محلی” است که نیاز به محفظه خلاء و محافظ اختصاصی. بازار هدف اولیه برای LowCostEB ظروف زباله سطح متوسط (ILW) برای پسماندهای هسته ای و بازار داخلی از رده خارج است. بنابراین، این پروژه مواد مختلف را بررسی می‌کند تا مشخص کند که چقدر برای استفاده در ساخت اجزای ظروف ILW مناسب هستند و راه‌حل‌های جوشکاری جدید همراه با آنها را در صورت لزوم توسعه می‌دهد.
EBW یک فرآیند جوشکاری با یکپارچگی بالا و سرعت بالا است، با این حال، باید در یک محیط خلاء، معمولاً در یک محفظه بزرگ انجام شود، که آن را به یک فناوری گران قیمت تبدیل می کند. پروژه LowCostEB با کاوش و از بین بردن ریسک رویکرد “EBFlow” که توسط Cambridge Vacuum Engineering (CVE) ایجاد شده است، راه حلی برای این امر ارائه می دهد. این امر زمان جوشکاری را کوتاه می کند و منجر به کاهش هزینه ها می شود. LowCostEB همچنین استفاده از مواد را بهبود می‌بخشد، کارایی تولید را به حداکثر می‌رساند و روش‌های ساخت را ایجاد می‌کند که مزایای اقتصادی و تولیدی را به همراه دارد.
Tat-Hean Gan، مدیر عضویت، نوآوری و عملیات جهانی در TWI توضیح می‌دهد: «موقعیت‌یابی در بازار و مرتبط ماندن از نظر صنعتی، «باید»های حیاتی برای SMEها و RTOهای مبتنی بر مهندسی و فناوری در بازارهای پویا و جهانی امروزی است. با این حال، یافتن بودجه در دسترس برای تحقیق و توسعه اغلب یک چالش است و این می تواند مانع نوآوری و توانایی ارائه محصولات، سیستم ها و فرآیندهای جدید به بازار شود. وی افزود: “این جایی است که بودجه عمومی می تواند کمک کند زیرا یک جریان درآمدی جدید برای ارائه یک پروژه خاص، با یک مفهوم قوی و برنامه تحویل، و فرصت یادگیری از شرکای همفکر کنسرسیوم با سوابق مکمل فراهم می کند.”
