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Weerg 3D druckt Bauteile für das KM3NeT Projekt des niederländischen Instituts für Subatomare Physik

Samstag 27. Februar 2021 - Nikhef, das niederländische Nationale Institut für subatomare Physik, erforscht die Bausteine unseres Universums, ihre wechselseitig wirkenden Kräfte und die Struktur von Raum und Zeit. Noch immer gibt es viele Fragen zu beantworten, angefangen bei faszinierende Themen über das Universum wie Schwarze Löcher.

Wissenschaftler aus aller Welt arbeiten mit Nikhef zusammen und betreiben Forschung, die sich einerseits auf das Verhalten von Elementarteilchen in kontrollierten Experimenten konzentriert und andererseits auf die Beobachtung von Teilchen, die aus dem Universum zur Erde kommen. So entstand das internationale Projekt KM3NeT (Akronym für Cubic Kilometer Neutrino Telescope), eine Forschungsinfrastruktur, die Neutrinoteleskope der nächsten Generation beherbergt, mit einer Gesamtgröße von mehr als einem Kubikkilometer.
 
In den Tiefen des Mittelmeers installiert, wird KM3NeT ein neues Fenster zu unserem Universum öffnen und auch zur Untersuchung der Eigenschaften der schwer fassbaren Neutrinoteilchen beitragen. Durch die Untersuchung von Neutrinos, die durch die hochentwickelte Technologie von KM3NeT ermöglicht wird, hoffen die Forscher herauszufinden, woher die kosmische Strahlung kommt und wie Teilchenbeschleuniger im Universum funktionieren. Konkret werden die Wissenschaftler des internationalen Forschungsnetzwerks nach Neutrinos aus weit entfernten astrophysikalischen Quellen wie Supernovae, Gammastrahlen oder kollidierenden Sternen suchen – dies wird ermöglicht durch die tausenden optischen Sensoren von KM3NeT, die das schwache Licht von geladenen Teilchen die aus Kollisionen von Neutrinos mit der Erde stammen, in der Tiefsee erkennen.
 
KM3NeT besteht aus digitalen optischen Modulen (DOMs): fußballgroße Glaskugeln, gefüllt mit 31 Photoröhren, die in Hunderten von Reihen etwa einen Kilometer lang am Meeresboden verankert sind. Und hier kommt die Firma Weerg ins Spiel, an die sich Nikhef für die Herstellung eines wesentlichen Bestandteils der DOMs gewandt hat. Dabei handelt es sich um 380 mm große Halbkugeln, die der italienische Dienstleister mithilfe der HP Multi Jet Fusion 5210 3D-Drucktechnologie herstellt, Weerg hat die größte europäische Installation für diese Technologie. „Der erste Auftrag kam vor etwa zwei Jahren und seitdem hat sich die Zusammenarbeit stetig fortgesetzt, auch bei immer höheren Auflagen“, so Francesco Zanardo, Geschäftsführer von Weerg. „Bislang haben wir etwa 300 dieser Kugeln produziert, die die Besonderheit haben, dass sie die maximale Größe haben, die mit HP-Systemen gedruckt werden kann.“ Regelmäßig gehen Bestellungen von Nikhef und seinen europäischen Partnern ein. Neben den Kugeln wurden auch zahlreiche kleinere Komponenten in 3D gedruckt, ebenfalls für das KM3NeT-Projekt. Edward Berbee von Nikhef erzählt: „Wir arbeiten seit 2013 an diesem Projekt und haben im Laufe der Jahre etwa 50 verschiedene Lieferanten kontaktiert. Anfangs waren die Preise für den 3D-Druck nicht realisierbar, dann fanden wir einen Lieferanten der zu vernünftigen Preisen produzierte, aber dieser war nur in der Lage, das Bauteil in 2 geteilten Teilen herzustellen, die wir anschließend verkleben mussten. Diese Lösung – so Berbee weiter – war sicherlich nicht optimal, also haben wir weiter neue Technologien analysiert, bis wir die interessante Performance der Multi Jet Fusion-Systeme von HP entdeckt hatten. Während wir darüber nachdachten, ob eine Forschungseinrichtung wie die unsere das System anschaffen sollte, lasen wir einen Artikel, in dem die Rekordinstallation von HP 3D-Druckern bei Weerg angekündigt wurde“. Berbee und sein Team gaben sofort eine erste Testbestellung auf, die sich in Bezug auf Service und Qualität als hervorragend erwies. Ein weiterer äußerst attraktiver Vorteil für Nikhef war die von Weerg angebotene Möglichkeit, die Teile zu lackieren, was das Institut zuvor manuell erledigte. „Die Teile, die wir bei Weerg bestellen, werden schwarz lackiert, und das zu Kosten, die absolut konkurrenzfähig mit den Ressourcen sind, die wir einsetzen mussten.“