Hochvakuumöfen für Hochtemperaturlötungen mit größter Präzision
Für die SwissFEL-Linearbeschleunigeranlage des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) hat PINK einen Vakuumofen für Hochtemperaturlötungen entwickelt, produziert und geliefert. Mit diesem System werden tassenförmige Elemente aus reinstem Kupfer zu 104 sogenannten Beschleunigerstrukturen hochpräzise verlötet. Jede dieser Strukturen besteht aus 113 Elementen, so dass im Endstadium insgesamt 11.752 Elemente auf einer Gesamtlänge von mehr als 300 m und mit einer Fehlertoleranz von praktisch null verbunden sein werden.
Innerhalb der Kupferelemente ergibt sich ein komplex geformter Hohlraum, die sogenannte Kavität, in die zukünftig Radiowellen mit 6 Milliarden Schwingungen pro Sekunde eingespeist werden, die Elektronenpakete auf annähernde Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Daher sind die Anforderungen an die Präzision der Lötstellen enorm, denn bereits der kleinste Lötwulst könnte zu ungewollten Entladungen führen.
Für das neue internationale Beschleunigerzentrum FAIR produziert PINK einen weiteren Hochvakuumlötofen und wird auch die für das Projekt notwendigen Lötarbeiten in den eigenen Produktionsräumen durchführen. Das maximale Chargenmaß beträgt dabei Ø 400 x H 3.500 mm.
Bei diesen Lötprozessen werden Rippen und Flansche mit dem extrem dünnwandigen (0,3 mm Blechdicke), aber sehr langen Strahlführungsrohr verbunden, um dieses statisch zu stabilisieren und mechanisch befestigen zu können.
Im Endstadium wird daraus die geforderte, sehr massearme Struktur, die die notwendigen Voraussetzungen für neue Teilchenforschungsexperimente schafft.
In dieser von PINK produzierten rippenstabilisierten Kammer mit aktiver LHe-Kühlung werden die Elementarteilchen auf Kreisbahnen abgelenkt.
Horizontaler Hochvakuum-Kaltwandofen mit wassergekühlter Edelstahlkammer .Der Ofenrezipient (Ø 1400 mm x 1500 mm) ist für ein Chargengewicht von bis zu 250 kg und für Chargenabmessungen von 1100 x 500 x 550 mm ausgelegt. Die maximale Oberflächentemperatur des Kaltwandofens beträgt 1500 °C bei einem Arbeitsdruck von ≤ 10-5 mbar
Der 6 m hohe Vakuumlötofen für SwissFEL ist zum Großteil aus Edelstahl gefertigt. Der zylindrische Ofenrezipient ist nach oben verfahrbar und erreicht bei geöffneter Haube eine Höhe von fast 9 Metern. Diese besondere Konstruktion ermöglicht es, die vertikal eingesetzte Charge mit einer Abmessung von Ø 800 x H 2.700 mm und einem maximalen Gewicht von 1.000 kg unter Vakuum zu verlöten.
