美国工业面临挑战，橡树岭实验室推动先进制造技术修复供应链

橡树岭国家实验室（ORNL）及其行业合作伙伴正在部署先进的制造技术，例如重型3D打印和人工智能驱动的自动化，以修复美国的工业供应链问题。例如，在田纳西州的一个先进设施内，一台名为MedUSA的三臂机器人正在制作一个三乘五英尺的核压力容器，通过引导熔融钢材进行组装。附近则是一个大型的12英尺冲击限制器模型，使用强塑料而非传统的木材制成。这些都是美国工业未来的实战测试。

美国的工业部门面临严重的操作障碍，这些障碍源于不规则的供应链和熟练工人的短缺，造成基础设施领域如水力电力的极端延误，获取主要定制零部件的时间现在可超过十年。

M2IND会议的目标

超过350位领导者聚集于ORNL参加材料和制造创新日（M2IND）。他们讨论了加速采用先进制造技术的方法。M2IND的目标简单却雄心勃勃：消除减缓先进技术的行政和技术障碍，并在时间耗尽之前将实验室的突破转化为工厂现实。MDF主任莱恩·德霍夫（Ryan Dehoff）表示：“我们希望确保获得产业的意见，以指导我们的研究，并确保橡树岭及制造示范设施（MDF）的工作对美国制造商有价值，并考虑到商业化新技术所需的供应链。”

该活动展示了两个大型3D打印的核能结构。研究人员与缅因大学合作，打印了玻璃纤维聚合物的冲击限制器模型。这一大型组件在运输过程中保护用于运输的耗尽核燃料容器，并取代了传统的木制设计。科学家们还使用三臂机器人系统打印了一个具有复杂圆顶几何形状的钢压力容器。这个项目展示了增材制造如何生产通常面临生产问题的大型金属部件。标准反应堆容器使用大型锻造和焊接，但面临着国内产能的严重限制。

这个3D打印的容器作为一个案例，评估增材制造是否为一个可行的替代方案。

供应链的韧性需求

与会者强调了对于韧性供应链、替代材料和更快零件认证的迫切需求。他们还呼吁将制造与人工智能、机器人技术和数字工程相结合。新的合作伙伴关系迅速形成，旨在将实验室研究转化为制造商的实用工具。来自四个能源部办公室的代表和国防官员与能源、制造和技术领域的领导者共同参加了此次活动。与会者共同识别出美国工业面临的几项关键障碍，包括大型金属部件的本地产能有限及长期的组件交付时间。

ORNL形成了关键的工业合作伙伴关系，以将研究带入实用的工厂应用。

然而，正如论坛参与者一再强调，打印一个部件仅仅是战斗的一半。获得其现实世界使用认证的过程往往流失动力。为了填补这一鸿沟，ORNL宣布与爱达荷国家实验室展开联合研究，旨在标准化不同设施的数字认证方法。研究人员希望为监管机构提供所需的数据，以在几个月内而非几年内认证3D打印的核能和能源组件。他们计划在建设过程中使用实时传感器、机器学习和缺陷跟踪算法来实现这一目标。

与SLB和Kairos Power等能源巨头签署的新合作伙伴关系显示出明确的推进方向。美国正急于重建其国内制造基础，从实验室工作开始。

美国工业重建的关键挑战

美国工业正面临供应链的重大挑战，这不仅影响到制造业的运作效率，也对基础设施建设造成延误。橡树岭国家实验室的努力，特别是通过先进制造技术如3D打印，显示出转型的潜力。与此同时，对于替代材料及更快零件认证需求的强调，突显了当前工业生态系统的脆弱性。通过建立关键的工业合作伙伴关系，ORNL及其合作伙伴希望能加速这一转型，从而增强美国的制造能力和竞争力。