Das CERN optimiert derzeit seinen großen Hadronen-Speicherring in mehreren Bereichen. Dazu gehörte auch die Verbesserung der Kühlkomponenten. Um die Temperatur auf -40 Grad Celsius herunter zu reduzieren, hat das CERN gemeinsam mit 3D Systems und dem Nikhef jetzt mit 3D-Druck individuell produzierte Komponenten hergestellt.

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Der US-amerikanische Hersteller industrieller 3D-Drucker 3D Systems und das niederländische National Institut für subatomare Physik (Nikhef) haben mit der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) Kühlkomponenten für den großen Hadronen-Speicherring (Large Hadron Collider, LHC) hergestellt. Das erklärte 3D Systems in einer Pressemitteilung.

Details zur Verbesserung des LHCs

3D-gedruckte Titan-Kühlstäbe
Die 3D-gedruckten Stäbe haben gerade einmal eine Wandstärke von 250um

Der LHC ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt und wird für die Untersuchung energiereicher Teilchenkollisionen genutzt. Im Detektionsteil des LHC beauty Experiments (LHCb) sollte ein 140 m langer Photonendetektorstreifen auf -40 ° C abgekühlt werden. Der Streifen ist weniger als 2 mm breit. 100% der erforderlichen Kühlwirkung sollten mit Titankühlstäben erreicht werden. Präzision und Effizienz spielten hierbei eine große Rolle.

Da die Titankühlstäbe nicht mit herkömmlichen Methoden realisiert werden konnten, wandte sich das CERN an 3D Systems. Diese halfen dabei, die Stäbe mit einer Wandstärke von 0,25 mm sowie einer leckdichte Geometrie aus dem hochfesten LaserForm Ti Gr23-Pulver von 3D Systems in 3D zu drucken. Die Partner gehen davon aus, dass die Lebensdauer der Riegel mindestens zehn Jahre beträgt. Das liegt den Ingenieuren zufolge auch daran, dass die Komponenten kaum Montage benötigen und aus einem einzigen Material hergestellt wurden.

Wie der DMP Flex 350 3D-Drucker von 3D Systems das Projekt unterstützt

3D Systems setzte bei der Fertigung von den kundenspezifischen Titankühlstäben für Partikeldetektionsexperimente auf sein DMP Flex 350 PBF-System. Der DMP Flex 350 Metall-3D-Drucker von 3D Systems wurde für den Einsatz von Anwendungen für Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die Anwendungsentwicklung und die Serienproduktion entwickelt.

Er ist für die Produktion von Volumenteilen skalierbar und kann dank der Quick-Swap-Build-Module und einem schnelleren Pulverrecycling schnell produzieren. Über einen zentralen Server werden Druckaufträge, Materialien, Einstellungen und Wartung verwaltet. So ist durchgehend produktives Arbeiten möglich. Wir haben das System in diesem Artikel vorgestellt.

Der DMP Flex 350 von 3D Systems
Mit dem DMP Flex 350 können sehr dichte Teile aus reinem Metall hergestellt werden (Bild © 3D Systems).

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