Badania w edukacji
“Używamy dużo druku 3D. Nie służy on tylko do testowania, ale również do tworzenia części, które trafiają bezpośrednio do tuneli Wielkiego Zderzacza Hadronów.”
JKJonas KamppInżynier Mechatronik w CERN
CERN
Przeczytaj historięStudium przypadku CERN w liczbach
CERN, Europejska Organizacja Badań Jądrowych, została założona w 1954 roku i poświęca się badaniu cząstek elementarnych, z których zbudowana jest materia. Drukarki Original Prusa pracują w jej działach, a część tego, co drukują, trafia prosto do tunelu.
- 12 000+osoby w CERN
- 27 kmpierścień LHC
- 100 mpod ziemią
1954rok założenia
CERN został założony w 1954 roku w celu badania podstawowych cząstek, z których zbudowana jest materia i od tego czasu zdobył kilka Nagród Nobla.
Maszyna o długości 27 kilometrów, którą Ziemia nieustannie wprawia w ruch
- ProblemWielki Zderzacz Hadronów, ukryty 100 metrów pod ziemią i rozciągający się na 27 kilometrów, pozwala naukowcom sprawdzać przewidywania teoretyczne z fizyki cząstek. Ze względu na jego wyjątkowe rozmiary i położenie utrzymanie idealnego wyrównania do eksperymentów jest trudne przez ruchy Ziemi.
- RozwiązanieCERN-owscy inżynierowie projektują i wytwarzają czujniki, systemy sterowania oraz akceleratory, które mierzą i regulują położenie dużych magnesów, zapewniając ich precyzyjne ustawienie. Ze względu na skalę i złożoność projektu naturalne jest, że wszystko musi być wykonywane na zamówienie. Druk 3D jest stosowany na szeroką skalę - nie tylko do testów, ale także do wytwarzania części montowanych od razu w tunelach.
- WartośćUżywanie w LHC części drukowanych w 3D obniża koszty i przyspiesza tworzenie części do pracy w ekstremalnych warunkach.
Koralik, który mocuje drut co 200 metrów
- ProblemOdległości w kluczowym elemencie LHC mierzy delikatny drut o długości 200 metrów. Wiele urządzeń wykorzystuje delikatne włókna światłowodowe, które trzeba chronić przed ostrymi zgięciami mogącymi je złamać i zakłócić sygnały.
- RozwiązanieKoralik wykonany na drukarce 3D Original Prusa mocuje przewód i chroni go przed uszkodzeniem. Wokół niego wydrukowane obudowy i prowadnice chronią optykę: moduł fotodetekcji FSI ma wydrukowany element, który układa włókna optyczne w równe zwoje, dzięki czemu nigdy się nie załamują.Wydrukowano naPrusa CORE One
- WartośćTo nie są modele części. To same części w tunelu, wspomagające pomiary, wydrukowane, bo w tej skali i tak każda część jest jednostkowa.
Przetestuj model w plastiku, zanim wykorzystasz drogi materiał
- ProblemNowe komponenty do LHC muszą zostać gruntownie przetestowane, aby sprawdzić niezawodność narzędzi przed użyciem droższych materiałów.
- RozwiązanieDruk 3D jest kluczowy na etapie testów. Czujnik poziomujący Hydrostatic Levelling System został wydrukowany dla weryfikacji koncepcji. Podobnie prototypowy łącznik do czujników Wire Positioning System. Wydrukowane złączki do przewodów są wykonywane na zamówienie i łatwo je modyfikować, czego nie oferuje część frezowana, która traci tę cechę w chwili powstania.Wydrukowano naPrusament PETG
- WartośćCzęsto te wydrukowane modele są nawet używane jako produkty końcowe. To ogranicza kosztowne zużycie materiału w testach prototypów i szybko wytwarza prototypy przeznaczone do użytku końcowego w krytycznych projektach.
Zmiana próbki bez wyłączania wiązki
- ProblemAkcelerator CLEAR w CERN kieruje wiązkę promieniowania na komórki nowotworowe na potrzeby badań nad leczeniem raka. Eksperyment wymaga szybkiej wymiany próbek, a ponieważ w pomieszczeniu działa promieniowanie, bezpieczeństwo ludzi jest na pierwszym miejscu. Projekt VITO mierzy się z tym samym problemem, tyle że w innej postaci: ciekłe próbki znajdują się w wysokiej próżni, a otwieranie i zamykanie aparatury, by wymienić jedną z nich, kosztuje cenny czas.
- RozwiązanieW IdeaSquare, warsztacie łączącym innowacje naukowe z potrzebami społeczeństwa, opracowano robotyczne rozwiązanie wydrukowane w 3D, które pozwala sprawnie i bezpiecznie wymieniać próbki bez przerywania pracy wiązki. Dla VITO przygotowano specjalny uchwyt oraz wydrukowaną w 3D kapilarę o średnicy 8 mm, dzięki którym próbki można wymieniać bez przerywania eksperymentu.Wydrukowano naOriginal Prusa MK4S
- WartośćWiązka nie jest przerywana, ludzie znajdują się poza pomieszczeniem, a eksperyment trwa bez przestojów na rutynowe czynności porządkowe.
“Druk 3D pozwala naukowcom i inżynierom szybko tworzyć prototypy i przesuwać granice możliwości.”
Dina Zimmermann, inżynier konstruktor w IdeaSquare, CERN
Czy Twoje laboratorium mogłoby wydrukować część zamiast na nią czekać?
Napisz nam, co budujesz. Wrócimy z ofertą maszyn, materiałów i części, które inne grupy badawcze drukują jako pierwsze.
Nadal nie wiesz, jaką rolę druk 3D może odegrać w Twoim laboratorium?
Zobacz, co drukują inne organizacje: uczelnia, producent samolotów, fabryka samochodów, centrum urazowe.
Historia klienta: ETH Zurich
Każda z ponad 100 drukarek ETH Zurych została zbudowana przez studenta
Program HYTAC na wydziale architektury szkoli każdego semestru ponad 300 studentów, a każdy z nich składa zestaw Original Prusa w ciągu dwóch dni, zanim wydrukuje cokolwiek. Wszystko zaczęło się od problemu z utrzymaniem sprzętu: uczelnia mogła sfinansować drukarki, ale nie osoby, które by je obsługiwały.
- 100+Drukarki Original Prusa
- 300+studenci przeszkoleni w semestrze
- 20drukarki wymieniane każdego roku
“Nie potrafię wyobrazić sobie świata bez druku 3D. Po prostu by to nie działało!”
1 / 4
Odpowiedzi na pytania Twojego zespołu
O co badacze i inżynierowie zwykle pytają przed wdrożeniem wydrukowanych części.
Inżynier Badawczy
Prototypowanie i zastosowania końcowe
Główny Naukowiec
Ekstremalne warunki środowiskowe
Kierownik Obiektu
Personalizacja