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重力波望遠鏡

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ETpathfinderプロジェクトでは、将来のアインシュタイン望遠鏡の技術を試験する際に不可欠な抗摩耗(耐焼き付き)特性と低温耐性により、BUMAXファスナーが選択されました。

ETpathfinderについて
ETpathfinderは、マーストリヒト大学の研究開発施設であり、次世代の地下重力波観測施設であるアインシュタイン望遠鏡(ET)の革新的なコンセプトや実現可能な新技術を試験・試作するための施設です。ETは、現在の観測装置の100倍の感度を目指して開発されており、2035年の完成を予定しています。この望遠鏡により、科学者は中性子星の正確な構造、ブラックホールの誕生、そしてビッグバン直後の宇宙の構造を研究することができます。

すべての装置に関するクリーンルーム要件 - そしてファスナー
ETpathfinderの装置は、現在、クリーンルームで組み立てられています。このクリーンルームには、様々な光学機器と、テストセットアップを外界からのノイズから可能な限り隔離するための地震減衰構造が入った大きな真空容器があります。空気中の振動を除去し、光学機器やレーザーと空気分子の干渉を最小限に抑えるため、試験装置は真空中にあります。

オランダ国立原子物理学研究所(Nikhef)の機械工学者であるMathijs Baars氏は次のように説明しています。「クリーンルームでは油や潤滑剤を一切使用できないため、通常のファスナーは選択肢に入りません。チタンニトリドコーティングされたファスナーを含むさまざまなファスナーの代替案を調査しましたが、BUMAXは要件を完全に満たしながらコスト効果が高い唯一の解決策でした。」

BUMAX社は、抗摩耗(耐焼き付き)特性を提供するBUMAX® 88ステンレス鋼グレードのボルト、ワッシャー、ナットを供給しています。摩耗は、特にクリーン環境で通常のステンレス鋼ファスナーで一般的であり、冷間圧接によりファスナーが内部のねじと結合することを指します。

摩耗のリスクを回避する
ETpathfinderは、今後数十年の間に100回以上分解・組立が必要になる部品もある科学的な装置である。焼き付きの問題は、特にクリーンルーム環境のため、プロジェクトに深刻な影響を及ぼすだろう。

「私たちにとって最悪のシナリオは、摩耗したファスナーが当社の特注真空部品の1つと圧接される場合です。これらを交換するコストが非常に高額になります。これが、真空チャンバーではBUMAXファスナーのみを使用することが決定された理由です。」とBaars氏は述べています。

ETpathfinderプロジェクトに納入されたBUMAX® 88ボルトとナットは、電気研磨され、コルステラ化処理を受け、クリーンルームで梱包されています。これは、ETpathfinderクリーンルーム内のナットとボルトからの粒子を避けるために重要です。また、コルステラ化は表面硬度を増し、摩耗のリスクをさらに減らします。

低温耐性
ETpathfinderのミラーは、最適な性能を確保するため、運用時に8ケルビン(-265°C)まで冷却されます。ミラーの冷却は、原子の振動がその原子の温度により変化する熱雑音を低減するために行われます。通常、金属は極低温で脆くなり、突然破損する危険性が高まります。しかし、BUMAX® 88ファスナーは、高品質の材料、低不純物、高品質の仕上げにより、極低温に対して優れた耐性を発揮します。第三者機関の試験により、BUMAX® 88ファスナーは0ケルビン(-273°C)の低温でも優れた延性を保持することが示されています。

BUMAX 88 ボルト 
引張強度    800N/mm²
耐力    640N/mm²

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