präzision in Kupfer

Einige der aufregendsten wissenschaftlichen Projekte unserer Zeit erfordern sehr hohe Genauigkeiten und eine Präzision, die bis vor wenigen Jahren noch als nicht realisierbar erschien. Sowohl in der mechanischen Zerspanung wie auch in der Fügetechnik sind die Anforderungen an Toleranzen und Eigenschaften bis an die Grenzen des technisch machbaren gestiegen.

Präzise Ausführung nötig

Die dargestellten Kupferstrukturen von anspruchsvollen Hohlleitern dienen dazu, in Teilchenbeschleunigern sehr hohe Energien zu übertragen. Da die elektrischen Feldstärken bei diesen Leistungen enorm hoch sind, könnten Abweichungen innerhalb der Hohlleiterstruktur zu Felderhöhungen und damit zu Überschlägen und letztendlich zur Zerstörung des Bauteils führen. Es ist deshalb bei der Fertigung und dem Vakuumlöten auf eine äußerst präzise Ausführung der Freiformflächen und Oberflächengüten zu achten. 

Die Formtoleranzen für Freiformflächen von 0,02 mm in Kombination mit einer mittleren Rauhtiefe von  Ra ist 0,1 µm (teilweise bis zu 25 nm) sind erforderlich, um die Anforderungen an die Radiofrequenz und an die Strahldynamik zu erfüllen. Abweichungen davon sind nicht zulässig.

Exaktes Beloten für höchste Präzision

Häufig muss diese Präzision direkt auf der Bearbeitungsmaschine ohne die Möglichkeit einer manuellen Nacharbeit wie Schleifen, Läppen oder Polieren erzielt werden. Dies gilt auch für die Fügetechnologien, die hier ebenfalls außergewöhnlichen Anforderungen ausgesetzt sind. Die Einzelteile sind exakt zu beloten (Goldlot), so dass nach dem Lötprozess kein Lotüberstand auftreten kann, da die Hohlleiterstruktur sonst beschädigt und das Bauteil damit unbrauchbar wäre.

Während der Herstellung und danach sind die erzeugten Maße mittels 3D-Koordinaten-Messmaschine und Rauhigkeits-Messgerät zu prüfen und u.a. in einem ausführlichen Bericht zu dokumentieren.