Em um grande avanço para a construção nuclear, a Unidade de Demonstração de Fabricação (MDF) do Departamento de Energia do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), em parceria com a Kairos Power e a Barnard Construction, desenvolveu e validou formas de compósitos poliméricos impressos em 3D em larga escala. Estas são usadas para moldar estruturas de concreto complexas para o Reator de Demonstração de Baixa Potência Hermes da Kairos Power, atualmente em construção em seu campus em Oak Ridge.
Essas formas de 3 x 3 metros, empilhadas em três partes, foram exibidas no Workshop de Oportunidades Nucleares do Conselho Econômico do Leste do Tennessee, em julho. Elas servem como precursoras para as formas a serem usadas no reator Hermes, permitindo a construção “in loco” de geometrias complexas em dias, em vez de semanas. Ao contrário das formas tradicionais de madeira ou aço, esses moldes impressos em 3D reduzem significativamente o tempo e o custo.
“No ORNL, estamos mostrando que o futuro da construção nuclear não precisa se parecer com o passado”, disse Ryan Dehoff, Diretor do MDF. A década de “projetos inovadores” do ORNL, da impressão 3D de carros e casas à qualificação digital de peças em tempo real, agora está modernizando a energia nuclear.
O cofundador e CTO da Kairos Power, Edward Blandford, destacou a velocidade e a criatividade da MDF: “Eles se movem rapidamente, pensam criativamente e demonstraram que podem entregar resultados transformadores quando a fabricação convencional não chega.” Citado sobre a MDF por um parceiro comercial, Blandford disse: “Não é sempre que recebemos conselhos da indústria para ligar para o laboratório nacional porque eles se movem rapidamente.”
“Este projeto se encaixa perfeitamente em nossa abordagem de desenvolvimento iterativo”, acrescentou Blandford, enfatizando os testes iniciais para reduzir riscos e agilizar o envolvimento regulatório.
A forma da coluna Janus faz parte do projeto do bioescudo da Kairos Power – uma estrutura de concreto que protege os trabalhadores da radiação do reator. Parceiros como Airtech, TruDesign, Additive Engineering Solutions e Haddy estabeleceram uma nova cadeia de suprimentos com tecnologia aditiva. A Barnard adaptou as formas, fornecendo feedback em tempo real e implementando alterações no projeto.
Ahmed (Arabi) Hassen, do ORNL, explicou que o desafio era garantir que os moldes mantivessem a integridade estrutural sob alta pressão do concreto, o que exigia estratégias de design e impressão de ponta.
Financiado pelo Escritório de Materiais Avançados e Tecnologias de Fabricação do Departamento de Energia (DOE), o projeto faz parte do Projeto SM2ART Moonshot, liderado pelo MDF e pela Universidade do Maine. Ele combina ciência avançada de materiais, IA e impressão 3D de grande formato para modernizar a construção nuclear. Nos próximos 18 meses, o projeto será ampliado para formas de blindagem em tamanho real, utilizando manufatura inteligente e biocompósitos de baixo custo à base de madeira. Para saber mais sobre o projeto acesse o site.
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