TRUMPFはグリーンライトメタル3Dプリント技術を使用して粒子加速器のコア銅部品を製造

2022年11月14日、Antarctic Bearは、最近、工作機械およびレーザー技術ソリューションの世界的大手プロバイダーであるTRUMPFが、EU I.FASTプロジェクトの重要なメンバーとして、積層造形法を使用して将来の粒子加速器のコアコンポーネントを初めて製造したことを知りました。

特別なのは、この重要な銅部品が丸ごと印刷されるのは初めてだということです。「これは、当社のシステムが最大 400 ミリメートルの大型銅部品を高精度で印刷できることを証明しています。3D 印刷により、高精度部品の生産がより速く、より安価で、よりエネルギー効率が良くなります」と、TRUMPF の積層造形の専門家である Michael Thielmann 氏は語りました。このハイテク企業は、今週フランクフルトで開催される 3D 印刷見本市 Formnext で粒子加速器コンポーネントを発表する予定です。

△3Dプリント純銅製高周波四重極加速器（RFQ）
このコンポーネントは略して無線周波数四重極と呼ばれ、大型加速器装置の中で最も複雑なコンポーネントの 1 つです。 RFQ は粒子ビームにエネルギーを供給し、粒子ビームを光速に近づけていきます。「世界には3万台以上の加速器があり、そのほとんどは医療や産業で使用されています」と、欧州原子核研究機構（CERN）のI.FASTプロジェクトコーディネーター、マウリツィオ・ヴレテナー氏は語る。「積層造形は加速器の製造プロセスを最適化して短縮し、製造コストを削減し、加速器の設置面積を減らしながら性能を大幅に向上させることができます。」

TruPrint 5000 Green Light Edition により、銅処理の効率と安定性が向上します<br /> これまで、CERN や業界全体で製造された RFQ はトランスミッションマシンを使用して処理されていました。フライス加工やろう付けなどの多くの個別の製造ステップは、時間とコストがかかっていました。付加製造の登場により、多くの中間ステップが省略されます。たとえば、TRUMPF 3D 印刷装置は、RFQ を印刷するときに、冷却チャネルなどの隙間を回避して構築できます。

TRUMPF Chinaの積層造形技術および事業開発責任者であるLi Zhonglun氏は、「銅の常温での近赤外光に対する吸収率はわずか5％です。つまり、加工ウィンドウが非常に狭く、完璧なパラメータを見つけるのが難しく、加工効率も非常に低く、部品の機械的特性と導電性が大きく制限されます。さらに、エネルギー反射の95％も機器自体に非常に有害です。銅は緑色波長レーザーに対する吸収率が高く、40％近くに達します。これは近赤外レーザーの8倍です。吸収率が良いということは、加工ウィンドウが比較的広いことを意味し、部品の機械的特性と導電性を大幅に向上させることができます。同時に、反射率の低下により、加工プロセスをより安定させ、効率的にすることができます。」と述べています。

△銅の緑色光の吸収率は近赤外線レーザーの8倍
TRUMPFについて

TRUMPF は 1923 年に設立されました。ドイツ政府の諮問機関として、ドイツのインダストリー 4.0 戦略の立ち上げに参加し、ドイツのインダストリー 4.0 戦略の最初の創設メンバーの 1 つでした。 TRUMPF は長年レーザーと工作機械の分野に注力しており、極端紫外線 (EUV) リソグラフィー機械の光源を供給できる世界で唯一のメーカーです。

1980年代にTRUMPFは中国に最初の工作機械設備を設置しました。 2000年、TRUMPFは江蘇省太倉に完全子会社を設立しました。同社の現在の事業は、自動車、バッテリー、家電製品、医療機器、航空宇宙などのハイエンドのインテリジェント製造産業をカバーしています。

2021/22年度、TRUMPFは全世界で約16,500人の従業員を擁し、年間売上高は42億ユーロでした。当グループは 80 社以上の子会社を有し、その事業はヨーロッパ、北米、南米、アジアのほぼすべての国をカバーしています。同時に、TRUMPF はドイツ、中国、フランス、イギリス、イタリア、オーストリア、スイス、ポーランド、チェコ共和国、アメリカ、メキシコに生産拠点を置いています。

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