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Produktionsspezialisten der Fachhochschule sollen die Herstellung von Tiefsttemperatur-Magneten
für den CERN-Teilchenbeschleuniger automatisieren.
Cern/Wien (technikum wien) - Seit dem Frühjahr 2018 kooperiert die FH Technikum Wien offiziell mit
dem europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf. Für das technische Upgrade des dort betriebenen
weltgrößten Teilchenbeschleunigers Large Hadron Collider (LHC) werden die Forscher der FH Technikum
Wien Lösungen zur automatisierten Produktion der zentralen Bauteile des Beschleunigers – der Magneten – entwickeln.
Der LHC ist insgesamt 26,7 Kilometer lang und enthält 1.232 supraleitende Tiefsttemperatur-Dipolmagnete, über
welche die Elementarteilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann mit extrem hoher kinetischer
Energie – äquivalent der Energie eines Hochgeschwindigkeits-Zuges in voller Fahrt – zur Kollision gebracht
werden. „In diesem Zusammenhang ist unter anderem wesentlich, dass für jeden einzelnen dieser über tausend
Dipolmagnete die spezielle Spulengeometrie mit sehr kleinen Fertigungstoleranzen bei gleichzeitig guter Wiederholbarkeit
garantiert werden muss“, erklärt Andreas Kollegger, Leiter der Maschinenbau-Studiengänge und operativer
Koordinator der CERN-Kooperation der FH Technikum Wien.
Industrie-4.0-Anwendung für präzise Magnetspulenwicklungen
Diese sehr kleinen Fertigungstoleranzen können aber nicht mehr mittels herkömmlicher Maschinen gewährleistet
werden. Daher wurde hierfür im CERN eigens eine spezielle Maschine entwickelt. Um ihre Produktionsdurchlaufzeiten
weiter zu verringern und somit die große Anzahl an Magneten zeitgerecht innerhalb des Gesamtprojektes herstellen
zu können, soll nun an der Automatisierung des Wicklungsvorgangs der Magnetspulen geforscht werden. „Wir arbeiten
daher mit unserem beträchtlichen Know-how im Bereich Industrie 4.0 intensiv daran, Ansätze für diese
Automatisierung zu entwickeln und in Laborversuchen zu demonstrieren. Der spezielle Beitrag der FH Technikum Wien
wird dabei im Bereich der kinematischen Optimierung einzelner Baugruppen liegen, um so Robustheit und Fertigungsgenauigkeit
zu erhöhen. Hierbei sind zahlreiche, über Industriestandards weit hinausgehende Herausforderungen zu
beachten wie etwa die Verarbeitung der sehr speziellen zum Einsatz kommenden Werkstoffpaarung Nb3Sn (Niob-3-Zinn)“,
so Kollegger. „Dank unserer intensiven Zusammenarbeit mit der Industrie werden wir die konkreten Anforderungen
des CERNs bestmöglich in die Praxis umsetzen. Dabei versuchen wir auf Wissen, Konzepte und Maschinen zurückzugreifen,
die wir bereits im Haus haben“, sagt Kollegger.
Entwicklungspartner beim zukünftigen Teilchenbeschleuniger FCC
Die FH Technikum Wien ist derzeit als einzige österreichische Fachhochschule als Partner in die Entwicklung
des zukünftigen Future Circular Colliders (FCC) eingebunden, der den LHC am CERN eines Tages ersetzen soll.
Für Kollegger eine einzigartige Sache: „Der FCC wird uns allerdings sicher zumindest die nächsten 20
bis 30 Jahre beschäftigen. So haben wir die einmalige Chance, ein kleines Stückchen der Elementarteilchenphysik
der Zukunft technisch mit zu ermöglichen.“
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