Optimierung der Leistungsfähigkeit von Teilchenbeschleunigern und Definition neuer Standards für die Produktion hochpräziser Komponenten
Neckarsulm, 18. Februar 2025 – Die wissenschaftlichen Leistungen des Forschungsinstituts “Deutsche Elektronen-Synchrotron” (DESY) gelten insbesondere auf dem Gebiet der Beschleunigerphysik und -technologie als wegweisend. Eine Schlüsseltechnologie ist der Bunch Arrival Monitor (BAM), der die Ankunftszeiten von Elektronenpaketen mit höchster Präzision misst. Um die Herausforderungen bei der Herstellung von BAM-Komponenten zu meistern, hat DESY die Zusammenarbeit mit dem binder ITZ (Innovations- und Technologiezentrum) initiiert. binder stellt Kompetenzen bereit, die dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit der Teilchenbeschleuniger zu optimieren und neue Standards zu definieren.
DESY zählt zu den weltweit führenden Beschleunigerzentren. Mit den DESY-Großgeräten erkunden Forschende den Mikrokosmos in seiner kompletten Vielfalt – vom Wechselspiel kleinster Elementarteilchen über das Verhalten neuartiger Nanowerkstoffe bis hin zu jenen lebenswichtigen Prozessen, die zwischen Biomolekülen ablaufen. Die Beschleuniger wie auch die Nachweisinstrumente, die DESY entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen völlig neue Fenster ins Universum.
Die DESY-Beschleuniger stellen das zentrale Element der Forschung dar und ermöglichen eine bislang beispiellose Erforschung der kleinsten Bestandteile der Materie. Die Beschleuniger der Anlage, wie FLASH und European XFEL (X-ray Free-Electron Laser), sind mit einzigartigen Diagnoseinstrumenten ausgestattet, welche detaillierte Einblicke in das Verhalten von Teilchenstrahlen ermöglichen.
Strahlenkontrolle und -stabilisierung mit Bunch Arrival Monitor
Das Team für Spezialdiagnostik (SDiag) von DESY arbeitet stetig an der Verbesserung der Strahlenkontrolle und -stabilisierung. Die Diagnostik spielt eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der Qualität und Zuverlässigkeit der Strahlen in DESYs sogenannten freien-Elektronen-Lasern, insbesondere in FLASH und dem European XFEL. Die für die entsprechenden Messungen erforderlichen Geräte werden durch das SDiag-Team entwickelt. Hierbei werden optische, elektrooptische und elektrische Komponenten miteinander kombiniert. Die Geräte stellen das Rückgrat der Strahlendiagnosesysteme bei DESY dar und gewährleisten eine präzise Steuerung, Auslesung und Datenanalyse.
Eine vom SDiag-Team entwickelte Schlüsseltechnologie ist der Bunch Arrival Monitor (BAM). Die Funktion dieser Monitore besteht in der Messung der Ankunftszeit von Elektronenpaketen an verschiedenen Punkten im Beschleunigertunnel. Das Team ist bestrebt, Modellierung und Design von BAM-Schaltungen und -Komponenten stetig zu optimieren. Der Fokus liegt dabei auf Anwendungen bis zu einer Frequenz von 100 GHz und niedrigeren Ladungsoperationen.
binder als starker Partner für Präzisionsfertigung
Zur Unterstützung bei der Herstellung von BAM-Komponenten hat DESY die Zusammenarbeit mit der binder Gruppe initiiert. Diese zählt zu den führenden Spezialisten für Rundsteckverbinder und zeichnet sich durch fortschrittliche Fertigungsmöglichkeiten aus. Die Kernkompetenzen umfassen die individuelle Entwicklung, Konstruktion und automatisierte Fertigung von Steckverbindern, das Industrial Engineering, die Kunststoffteilelieferung, die Messtechnik mit CT, das QS-Labor sowie den Werkzeugbau. Die binder Gruppe offeriert ein umfassendes Spektrum an Dienstleistungen, welches unter anderem effektives Drucken, Ätzen und Versilbern im Mikrometerbereich umfasst. Somit stellt sie einen adäquaten Partner für DESYs anspruchsvolle Anforderungen dar.
“Die Fähigkeit der binder Gruppe, kostengünstige, verlässliche und vakuumtaugliche Komponenten bereitzustellen, hat maßgeblich dazu beigetragen, die diagnostischen Fähigkeiten von DESY zu verbessern, insbesondere im Rahmen der Entwicklung der Bunch-Arrival-Monitore und anderer kritischer Diagnosesysteme”, erklärt Dr. Nisamol Thevaruparambu Abdul Nazer, DESY.
Die binder Gruppe ist für DESY ein wesentlicher Partner bei der kontinuierlichen Innovation und Erweiterung der Forschungsgrenzen. Gemeinsam mit der binder Gruppe optimiert DESY nicht nur die Leistungsfähigkeit der Teilchenbeschleuniger, sondern definiert auch neue Standards für die Produktion von hochpräzisen Komponenten für die wissenschaftliche Forschung.
“Diese Kooperation verdeutlicht die Relevanz einer interinstitutionellen und interprofessionellen Zusammenarbeit zwischen wissenschaftlichen Einrichtungen und forschungsintensiven Unternehmen, um technologische Innovationen zu generieren und die Grenzen des Machbaren zu verschieben”, erklärt Dr. Stefan Ernst, Leiter des ITZ.
binder ist einer der führenden Spezialisten für Rundsteckverbinder. Das 1960 gegründete Unternehmen mit Hauptsitz in Neckarsulm bietet die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung kundenspezifischer Lösungen. binder beliefert Unternehmen aus Branchen wie Automatisierung, smarte Kommunikation, Medizintechnik und viele weitere, die jeweils individuelle Anforderungen an die Bauteile haben. Die Steckverbinder erfüllen die entsprechenden Normen und halten einer Reihe von rauen Umgebungsbedingungen stand. Der Fokus liegt daher immer auf Individualisierung und höchster Qualität.
Zur binder Gruppe zählen das binder Headquarter, neun Vertriebsniederlassungen, sieben Produktionsstätten, zwei Systemdienstleister sowie ein Innovations- und Technologiezentrum. Das Unternehmen arbeitet mit weiteren Distributionspartnern auf sechs Kontinenten zusammen und beschäftigt weltweit rund 2.000 Mitarbeitende.
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