辐射防护的3D打印革新，Raise3D助力加拿大Bruce Power斩获核能领域TIP大奖

项目背景：数字制造赋能核能防护升级

在2024年美国核能研究所（NEI）大会上，加拿大知名核电企业 Bruce Power 凭借在辐射防护创新项目中的突出表现，荣获“最佳创新实践奖”（Top Innovative Practice Award）。

该项目基于 Raise3D Pro3 系列工业级3D打印机以及金属粉末（如钨）与高分子复合材料的挤出成型，成功构建了兼具中子与γ射线屏蔽能力和耐辐射老化特性的多级防护结构，标志着增材制造在核能安全防护领域迈出了关键性一步。

项目挑战：辐射屏蔽定制化难题

在核电站运行环境中，部分设备如阀门、控制单元和监控装置所处区域存在复杂且高强度的辐射环境。为此，Bruce Power 工程团队计划加速定制辐射防护部件，启动了基于3D打印的辐射防护部件创新项目。为此，他们对 3D打印设备提出了多项苛刻选型标准：

• 复杂结构高效成型：能精确打印阀门体、摄像支架、弯管等多级流道与复杂几何结构件，确保部件与设备“零缝隙”贴合。

• 交付周期紧迫：需在极短时间内完成从设计、打印到现场安装的全流程，确保防护部件可迅速部署至辐射热点区域，保障关键设备安全运行；

• 钨基复合材料兼容：稳定支持钨粉–高分子复合线材的挤出成型，在高负荷打印条件下仍保持出色的尺寸精度与结构稳定性，确保屏蔽件的耐辐照老化特性。

• 办公级部署：设备占地不大于普通复印机，无需专用通风/排气，可安置于实验室、控制中心等室内环境。

从难题到突破：Raise3D全流程数字化解决方案

Bruce Power 来到 Raise3D 加拿大授权代理商 Shop3D.ca 进行实地考察，凭借 Shop3D.ca 在316L不锈钢–粘结剂复合材料打印领域的丰富经验，他们最终选定 Raise3D Pro3 系列3D打印机作为核心生产设备，并构建了一套涵盖设计、打印、装配与质量追踪的全流程数字化制造体系。

• 48小时内交付定制部件：通过 Raise3D Pro3 系列打印机，Bruce Power 能够在收到3D模型文件后，立即启动打印任务，并在48小时内完成定制部件的现场交付与安装。相比传统金属加工方式，大幅提升了工作效率，同时节省了模具和人工成本。

• 兼具高效防护与材料稳定性：采用钨粉-高分子复合丝材的挤出成型，结合 Raise3D Pro3 设备的高精度挤出系统，实现中子与γ射线的高效屏蔽，并具备良好的耐辐射老化性能。利用 Pro3 打印系统构建出的多级结构屏蔽层，能精准适配设备内部复杂流道，增强整体防护效果与系统集成度。

图：Bruce Power 打印完成的部件现场实拍

• 工业级可靠性验证：针对严苛的工业化生产要求，Raise3D Pro3 系列具备出色的结构稳定性与打印精度，搭配增强型Z轴、全金属框架与高耐磨喷嘴，能精确构建如阀门支架、弯管组件、摄像装置等复杂部件，保证成品的一致性与长期耐用性。

• 支持大尺寸构建和批量化生产：Bruce Power 所需定制部件多数重量高达 13.6 kg，对打印空间和热稳定性提出更高要求。Pro3 系列凭借高达 300 × 300 × 605 mm 的构建体积，有效支持大型部件一体成型与多批次复制，确保多机部署、一致交付。

• 绿色环保，办公环境友好：Pro3 系列运行安静、无须特殊安装条件，可直接部署于实验室或办公室等场所。其打印过程无有害排放、无耗材浪费，全面契合 Bruce Power 对绿色低碳与可持续运营的要求。

• 远程管理与数字协同：利用 Raise3D 切片软件 ideaMaker® 和云平台RaiseCloud，Bruce Power 实现了多台设备的远程管理、24小时不间断生产、系统支持任务排程、进度监控与数据实时同步，为大规模项目提供数字化管理保障。

这一项目不仅显著提升了防护部件的响应速度与适配性，更为核能行业树立了数字制造在辐射防护领域的全新标杆。”

通过 Raise3D 技术平台，Bruce Power 成功建立了可复制、可扩展、可标准化的辐射防护件生产机制，满足了高安全、高强度、快交付的核设施应用场景，并获得TIP大奖的高度认可。

“从概念到原型开发仅用了 30 天，全面部署仅 90 天完成。这一成就不仅显著提高了我们防护部件的响应效率，更为核电行业树立了数字制造的新标杆。”

Bruce Power 核能首席官兼执行副总裁 Chris Mudrick

Raise3D 将继续为电力、医疗等高端制造领域，提供更具可靠性与灵活性的3D打印解决方案，助力企业突破技术瓶颈，推动行业创新发展。

*该案例由 Raise3D 在加拿大的经销商  Shop3D.ca 分享。