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能源生产中摆脱对化石燃料依赖的技术进步正在呈现指数级增长，新能源和清洁工艺的出现促进了这一进程。今天，我们展示了这种创新的一个典型例子：等离子体，这一领域经过多年研究，如今正经历着因增材制造而出现的突破性进展。实质上，等离子体代表了物质的第四态，具有巨大的能量，但又具有不稳定性。为了利用和探索其潜力，像我们今天突出展示的这样的星际发生器或恒星装置等专门设备已经被精心设计和建造。
普林斯顿等离子物理实验室（PPPL）的研究人员汇集了他们的专业知识，创建了一种新型的永磁恒星装置发生器，采用了一种新颖的3D打印外壳。这个名为MUSE的新型恒星装置是基于一种更简单、更便宜的生产技术，将为核聚变发电厂的研究开辟新的途径。研究人员之所以转向开发MUSE，有两个关键原因。首先，他们选择了几何形状更简单的磁铁，其次，3D打印使得可以制造出完美圆形的外壳，非常适合容纳等离子体。
迄今为止制造的星际发生器非常昂贵，因为它们的结构基于具有非常复杂几何形状的电磁铁，并且需要额外的电流来产生自己的磁场。然而，最近PPPL的研究表明，在最佳条件下，其他磁铁（永磁铁），类似于“冰箱磁铁”，也可以执行这一功能。为了支撑这样的磁铁，需要一个圆形结构，它将被放置在整个外部，并且还能够承受磁力。这就是增材制造发挥作用的地方。
3D打印在MUSE制造中的作用
研究结果显示，3D打印满足了外壳的所有制造要求。使用增材制造，制造了一个双曲率支架，具有多个不同倾斜角和半径的空腔，用于放置磁铁。这种高复杂性的项目得以实现，得益于3D打印的设计自由度，这是传统制造方法更难以实现的。在开发阶段，还使用3D打印制造了几个部分和全尺寸的原型。
MUSE是使用OpenSCAD设计软件精确制作的，并通过HP的Multi Jet Fusion技术实现了现实化。研究人员仔细考虑了各种选择，并最终选择了这种特定技术，因为它具有捕捉最细微细节的出色能力。虽然他们也探索了选择性激光烧结等替代方案，但由于冷却阶段的热量可能导致变形，因此团队选择放弃了这种方法。
在PPPL的新闻稿中指出，MUSE的创建可能为开发更实惠的星际发生器奠定基础。显然，3D打印使他们能够降低测试和最终结果的成本。PPPL的高级研究物理学家Michael Zarnstorff解释说：“MUSE主要是由商业可获得的零部件构建的。通过与3D打印公司和磁铁供应商合作，我们可以四处比价并购买我们需要的精密零件，而不是自己制造。”
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TCT Asia 2024
时间与地点
5月7日 09:00 - 17:30
5月8日 09:00 - 17:30
5月9日 09:00 - 15:00
国家会展中心（上海）7.1&8.1馆
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