北京
2026年7月，南極熊獲悉，油管頻道"Made By Martin"的創建者Martin用18個月時間，借助金屬3D打印技術建造了一臺范斯沃斯-赫希聚變器（Farnsworth-Hirsch Fusor），一種通過靜電約束實現核聚變的裝置。他采用了激光粉末床熔融（LPBF）打印了球形真空室，成功達到聚變所需的等離子體條件，最終因無法獲取氘氣燃料而止步。
△Martin的3D打印核聚變反應堆
聚變器的原理與挑戰
Martin的小型化靜電聚變裝置聚變器結構不算復雜：一個球形真空室，中心懸掛金屬絲籠，施加極高負電壓電離氘氣，將原子加速向中心碰撞實現聚變。它無法發電（聚變器是出了名的"能量黑洞"），但物理原理真實，且運行時會產生標志性的"瓶中星光"。
Martin遇到的第一技術難題是真空室。定制帶有足夠端口數的球形真空室，制造商報價至少1.5萬美元（約合10萬人民幣）；即使自己用標準法蘭焊接在鋼殼上，也要數千美元。所以他決定自己動手，金屬3D打印在理論上可以一次性成形復雜端口布局，省掉機加工和焊接，但這套理論一旦碰上超高真空密封件的實際要求就出了新問題。
△油管頻道"Made By Martin"的創建者Martin
配合五軸機床精加工獲得精密部件
ISO和Conflat真空接頭都依賴近乎鏡面的表面光潔度，一個靠O型圈壓在絕對平整的平面之間，一個靠銅環擠壓在刀刃狀法蘭上。Martin坦言："金屬3D打印無法制造出這些接頭所需的完美鏡面。表面粗糙且有顆粒感。這意味著漏氣，漏氣意味著建不了真空。”
△采用3D打印技術制造的真空室
他的解決辦法簡單粗暴：在所有配合面上增加額外材料，然后送到本地數控加工廠用五軸機床加工到所需光潔度。最終他選擇了ISO接頭（而非更嚴苛的Conflat），組裝了三級真空系統：粗抽泵從大氣壓抽到約10?3帕，渦輪分子泵進一步壓縮至太空級真空，eBay淘來的皮拉尼真空計全程監測。真空室保持數天不漏。
從聚變反應堆到真空系統平臺
Martin啟動裝置后達到了聚變所需的等離子體條件，氘氣卻買不到。Martin解釋說：“由于世界局勢動蕩，從德國購買氘氣非常困難且昂貴”。電解重水提取氘同樣價格高昂。最終，他調整了方向：項目目標從"造核反應堆"變成"造一套易用且廉價的超高真空系統"。他已經在研發離子推進器和規劃電子顯微鏡，共用同一套真空基礎設施。
事實上，Martin并非首位采用3D打印技術制造聚變裝置的技術愛好者。2019年發表在arXiv上的一篇論文記錄了首個能夠達到10?1? mbar以下壓力的3D打印金屬腔室，而2023年諾丁漢大學和蘇塞克斯大學參與的一項可行性研究得出結論：金屬增材制造是制造超高真空硬件的切實可行的途徑。普林斯頓大學等離子體物理實驗室在2024年底利用現成組件制造了一臺廚房餐桌大小的3D打印聚變裝置；而佛羅里達初創公司AMPERA在上個月發布了號稱首個全尺寸3D打印裂變反應堆模塊。這些案例表明，核能硬件的門檻正在降低，而3D打印是降低這個門檻的關鍵工具之一。
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
