美國工業面臨挑戰，Oak Ridge 實驗室推動先進製造技術修復供應鏈

奧克里奇國家實驗室（ORNL）及其業界合作夥伴正在部署先進的製造技術，例如重型 3D 打印和人工智能驅動的自動化，以修復美國的工業供應鏈問題。例如，在田納西州的一個先進設施內，一台名為 MedUSA 的三臂機器人正在製作一個三乘五英尺的核壓力容器，透過引導熔融鋼材進行組裝。附近則是一個大型的 12 英尺衝擊限制器模型，使用強塑料而非傳統的木材製成。這些都是美國工業未來的實戰測試。

美國的工業部門面臨嚴重的操作障礙，這些障礙源於不規則的供應鏈和熟練工人的短缺，造成基礎設施領域如水電的極端延誤，獲取主要定製零部件的時間現在可超過十年。

M2IND 會議的目標

超過 350 位領導者聚集於 ORNL 參加材料和製造創新日（M2IND）。他們討論了加速採用先進製造技術的方法。M2IND 的目標簡單卻雄心勃勃：消除減緩先進技術的行政和技術障礙，並在時間耗盡之前將實驗室的突破轉化為工廠現實。MDF 主任萊恩·德霍夫（Ryan Dehoff）表示：「我們希望確保獲得產業的意見，以指導我們的研究，並確保奧克里奇及製造示範設施（MDF）的工作對美國製造商有價值，並考慮到商業化新技術所需的供應鏈。」

該活動展示了兩個大型 3D 打印的核能結構。研究人員與緬因大學合作，打印了玻璃纖維聚合物的衝擊限制器模型。這一大型組件在運輸過程中保護用於運輸的耗盡核燃料容器，並取代了傳統的木製設計。科學家們還使用三臂機器人系統打印了一個具有複雜圓頂幾何形狀的鋼壓力容器。這個項目展示了增材製造如何生產通常面臨生產問題的大型金屬部件。標準反應堆容器使用大型鍛造和焊接，但面臨著國內產能的嚴重限制。

這個 3D 打印的容器作為一個案例，評估增材製造是否為可行的替代方案。

供應鏈的韌性需求

與會者強調了對韌性供應鏈、替代材料和更快零件認證的迫切需求。他們還呼籲將製造與人工智能、機器人技術和數碼工程相結合。新的夥伴關係迅速形成，旨在將實驗室研究轉化為製造商的實用工具。來自四個能源部辦公室的代表和國防官員與能源、製造和技術領域的領導者共同參加了此次活動。與會者共同識別出美國工業面臨的幾個關鍵障礙，包括大型金屬部件的本地產能有限及長期的組件交付時間。

ORNL 形成了關鍵的工業夥伴關係，以將研究帶入實用的工廠應用。

然而，正如論壇參與者一再強調，打印一個部件僅僅是戰鬥的一半。獲得其現實世界使用認證的過程往往流失動力。為了填補這一鴻溝，ORNL 宣佈與愛達荷國家實驗室展開聯合研究，旨在標準化不同設施的數字認證方法。研究人員希望為監管機構提供所需的數據，以在幾個月內而非幾年內認證 3D 打印的核能和能源組件。他們計劃在建設過程中使用實時傳感器、機器學習和缺陷跟蹤算法來實現這一目標。

與 SLB 和 Kairos Power 等能源巨頭簽署的新夥伴關係顯示出明確的推進方向。美國正急於重建其國內製造基礎，從實驗室工作開始。

美國工業重建的關鍵挑戰

美國工業正面臨供應鏈的重大挑戰，這不僅影響到製造業的運作效率，也對基礎設施建設造成延誤。奧克里奇國家實驗室的努力，特別是透過先進製造技術如3D打印，顯示出轉型的潛力。與此同時，對於替代材料及更快的零件認證需求的強調，突顯了當前工業生態系統的脆弱性。通過建立關鍵的工業夥伴關係，ORNL 及其合作夥伴希望能夠加速這一轉型，從而增強美國的製造能力和競爭力。