EB‑FEA – Additiv tillverkning av volfram för framtidens fusionsenergi inom IRS TransTech

IRS TransTech är en internationell forskarskola vid Mittuniversitetet som syftar till att stärka internationella samarbeten kring transformativa teknologier. Genom doktorandprojekt i samarbete mellan universitet och industri behandlar forskarskolan forskningsfrågor kopplade till digitalisering, avancerade material och framtidens hållbara industriella processer.

Inom forskarskolan bedrivs flera doktorandprojekt inom olika teknikområden. Ett av dessa är projektet EB-FEA, Electron Beam-based manufacturing of tungsten materials for Fusion Energy Applications. Projektet fokuserar på utveckling av nya tillverkningsmetoder för volframkomponenter som kan användas i framtida fusionsenergianläggningar.

Volfram är ett material med mycket hög smältpunkt och goda egenskaper för strålningsmiljöer, vilket gör det attraktivt för tillämpningar inom bland annat kärnenergi och avancerade energisystem. Samtidigt är materialet svårt att bearbeta med konventionella tillverkningsmetoder, särskilt när komplexa geometrier eller tunna strukturer krävs.

Projektet undersöker därför möjligheterna att använda pulverbäddsfusion med elektronstråle (PBF-EB) för att tillverka volframkomponenter med hög densitet, hög renhet och kontrollerad mikrostruktur. Den elektronstrålebaserade processen sker i vakuum och vid höga temperaturer, vilket ger gynnsamma förutsättningar för bearbetning av material som annars är svåra att tillverka additivt.

Forskningen omfattar både utveckling av processstrategier för tillverkning samt avancerad materialkarakterisering av de framställda komponenterna. Arbetet genomförs i ett internationellt samarbete mellan Mittuniversitetet och Technical University of Catalonia (UPC), där materialanalys och mekanisk karakterisering av de tillverkade materialen utförs. Industripartners, däribland Sandvik/Wolfram och Freemelt, bidrar med material, teknisk expertis och industriella perspektiv på framtida tillämpningar.

Genom att utveckla nya metoder för additiv tillverkning av volfram kan projektet bidra till mer avancerade och hållbara tillverkningslösningar för energisektorn, samtidigt som det öppnar nya möjligheter för bearbetning av avancerade material inom additiv tillverkning.