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Diese Front Ends für einen freien Elektronenlaser gehörten zu den spannenden Bewerbungen der vorjährigen Feinwerkmechanikpreise. Foto: Reuter Technologie

Feinwerktechnik

20. April 2021 | Teilen auf:

Feinwerkmechanikpreis: Spitzentechnologie im Ultrahochvakuumbereich

(April 2021) Zu den Bewerbungen für den Feinwerkmechanikpreis in den vergangenen Jahren (die Bewerbungsfrist für den diesjährigen Preis läuft bis zum 31. Mai 2021) gehörte auch ein sehr interessantes Projekt der Firma Reuter Technologie aus Alzenau, die Front Ends für eine freien Elektronenlaser. Hier die Details.

Der 3,4 Kilometer lange European XFEL ist eine internationale Röntgenlaser-Forschungseinrichtung in Hamburg und Schenefeld, an der zwölf Länder beteiligt sind und die eng mit dem Forschungszentrum DESY und weiteren internationalen Partnern zusammenarbeitet. XFEL steht für X-Ray Free-Electron Laser, also Freie-Elektronen-Laser mit Röntgenstrahlung. In den Beschleunigerstrukturen werden bei einer Temperatur von minus 271 Grad Celsius und einem Druck von kleiner zehn bis zwölf Millibar im Ultrahochvakuum Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Diese werden dann zur Erzeugung der ultrakurzen Röntgenblitze verwendet. Die extrem intensive Röntgenlaserblitze können Forscher aus der ganzen Welt nutzen, um mittels Röntgenblitzen dreidimensionale Detailaufnahmen von Molekülen, Zellen, Viren und chemischen Reaktionen zu machen. Die Röntgenblitze werden in unterirdischen Tunneln erzeugt und ermöglichen es, atomare Details von Viren zu erkennen, chemische Reaktionen zu filmen und Vorgänge wie im Inneren von Planeten zu untersuchen.

Hochspezialisiertes Know-how

Die Firma Reuter Technologie hat die Front Ends für diesen Beschleuniger gebaut und sich damit um den Feinwerkmechanikpreis beworben.
Das Beschleunigersystem des „European XFEL“ besteht aus mehreren Komponenten, unter anderem der Elektronenerzeugung, den Beschleunigerkavitäten, den Undulatoren zur Erzeugung der Röntgenblitze, den Experimentierstationen, den sogenannten Beamlines mit Endstations und verschiedenen Sicherheitseinrichtungen, um das Arbeiten am Experiment und am Beschleuniger selbst zu ermöglichen. Die von Reuter Technologie gebauten Front Ends dienen der Abschottung und Kollimation (Zusammenhalten) der Röntgenblitze und können in den Strahl der Röntgenblitze eingefahren werden. Dabei absorbieren die verschiedenen Baugruppen der Front Ends die Röntgenblitze sowie eventuell auftretende Sekundärstrahlung und ermöglichen ein sicheres Arbeiten hinter den Front Ends.
Die Hauptbaugruppe der Front Ends wird aus zwei Kollimator- und Absorbersystemen gebildet. In diesen Subsystemen fanden spezielle Materialien wie Wolfram und Borkarbid ihre Anwendung. Besondere Herausforderungen für diese Baugruppe waren unter anderen:

  • Das Verbinden der Spezialmaterialien an Standardmaterialien wie Edelstahl und sauerstofffreies Kupfer.
  • Ultrahochvakuumtauglichkeit und Partikelfreiheit der Baugruppe.


Mit dem hochspezialisierten Know-how von Reuter Technologie, der langjährigen Erfahrung und dem interdisziplinären Team aus Werkstoffexperten, Physikern und Konstrukteuren konnten beide Herausforderungen gemeistert und herausragende Ergebnisse erzielt werden.

Ultrahochvakuumlöten von Spezialmaterialien als eine Kernkompetenz

Reuter Technologie übernahm für diese Baugruppe die Gesamtverantwortung, entwickelte die zugrunde liegenden konzeptionellen Lösungsansätze, konstruierte 3D Modelle und optimierte die Konstruktion auf UHV Tauglichkeit und Partikelfreiheit. Nach Kundenfreigabe und Zeichnungserstellung wurde die Baugruppe in der eigenen Fertigung hergestellt, geprüft und im hausinternen Reinraum der ISO Klasse drei gereinigt und partikelarm montiert.
Werkstoffverbindungen von Spezialmaterialien wie Wolfram oder Borcarbid mit Kupfer oder auch Edelstahl spielten bei der Realisierung dieses Projektes eine entscheidende Rolle. Um stofffremde Materialien ultrahochvakuumtauglich zu fügen, ist das Vakuumlöten – eine der Kernkompetenzen von Reuter Technologie – herausragend geeignet. Die Werkstoffverbindung wird in sauerstofffreier Atmosphäre mittels geeignetem Lot bei erhöhter Temperatur hergestellt und selbst nichtmetallische Werkstoffe können stoffschlüssig an Metall angefügt werden. Mit dem Know-how von Reuter Technologie auf diesem Gebiet der Fügetechnik wurden so Lösungen realisiert, die in Bezug auf Wärmeleitung, geometrisches Design im Gesamtsystem sowie hinsichtlich der Ultrahochvakuumtauglichkeit und Reinheit optimale Ergebnisse für den Kunden liefern.
Es wurden insgesamt mehr als ein Dutzend dieser Baugruppen geliefert.

Feinwerkmechanikpreis 2021: Möge der Beste gewinnen!

Seit 1. Januar können Sie sich um den Feinwerkmechanikpreis 2021 bewerben . Besondere Kunden mit besonderen Wünschen? Herausragende betriebliche Leistungen? Innovation pur bei Ihren Entwicklungen? Dann suchen wir Sie! Bewerben Sie sich mit Ihrer besonderen Leistung in diesem Segment des Metallhandwerks.
In diesem Jahr vergibt die Zeitschrift M&T in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband Metall als ideellem Träger bereits zum achten Mal diesen Preis für Feinwerkmechaniker.

Die Bewerber können sich mit diesen Arbeiten bewerben:

  • technisch innovative Produkte,
  • Umsetzung innovativer Technologien,
  • Lösung von Kundenproblemen/eigener technischer Probleme,
  • Arbeiten für außergewöhnliche Kunden,
  • Organisationsstruktur im Betrieb (technischer Betriebsablauf/technische Organisation),
  • Berufsausbildung.

Mit Ihrer Bewerbung können Sie nur gewinnen:

  • Wir berichten in der Fachzeitschrift M&T über den Gewinner des Feinwerkmechanik-Preises 2021.
  • Wir erstellen einen Film über den Gewinner und seine ausgezeichnete Leistung. Diesen Film dürfen Sie für sich nutzen, beispielsweise für Ihre Internetseite.
  • Sie gewinnen außerdem zwei Karten inklusive Übernachtung für den Feinwerkmechanikkongress 2021 am 29. und 30. Oktober in Würzburg.


Jeder Betrieb darf sich mit maximal zwei Arbeiten bewerben.
Die Bewerbungsunterlagen finden Sie unter www.feinwerkmechanikpreis.de . Einsendeschluss ist der 31. Mai 2021.